Question

某同学在实验后不慎将一条选好的纸带一部分损坏了，剩下的一段纸带上有1、2、3、4、5、6六个点，两相邻点之间的距离分别为s₁₂=2.8 cm,s₂₃=3.2 cm,s₃₄=3.6 cm,s₄₅=4.0 cm,s₅₆=4.3 cm.已知打点计时器的打点周期T=0.02 s，重力加速度g为9.8 m/s²，试利用这段纸带说明重锤在2、5两点间下落时机械能守恒.

Answer 1

解析：根据匀变速直线运动某一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，求得2、5两点的瞬时速度分别为

v₂==1.50 m/s

v₅==2.08 m/s

2、5两点间的高度差为h₂₅=（3.2+3.6+4.0）×10^-2 m=0.108 m.

减少的重力势能为ΔE_p=mgh₂5=m×9.8×0.108 J=1.06m J

增加的动能为ΔΕ_k==1.04m J

比较可见，重锤减少的重力势能近似等于重锤增加的动能，可以认为机械能守恒.