Question

8．某同学采用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验，电火花计时器接在频率为50H_Z的交流电源上．图乙为一条打出的符合要求的纸带，第一点记为O（此时重物速度为零），在适当位置取一点A，B、C、D、E、F为其后连续打出的点．若重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s²，则打E点时，重物的速度为1.15m/s（计算结果保留3位有效数字，下同）；在打O、E两点的过程中，重物下落的高度是7.04cm，减少的重力势能是0.690J，增加的动能是0.661J，由上述计算得△E_p＞△E_k （选填“＞”、“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因阻力的存在．

Answer 1

分析 根据刻度尺的读数得出重物下落的高度，从而求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出E点的速度，从而得出动能的增加量．

解答 解：DF间的距离为x_DF=9.50-4.90cm=4.60cm，则E点的瞬时速度${v}_{E}=\frac{{x}_{DF}}{2T}=\frac{4.60×1{0}^{-2}}{0.04}m/s=1.15m/s$．
OE两点间的距离为：7.04cm，即重物下落的高度为7.04cm．减小的重力势能$△{E}_{p}=mgh=1×9.8×7.04×1{0}^{-2}$J≈0.690J，增加的动能$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{E}}^{2}=\frac{1}{2}×1×1.1{5}^{2}≈0.661J$，由上述计算得△E_p＞△E_k，造成这种结果的主要原因是阻力的存在．
故答案为：1.15，7.04cm，0.690，0.661，＞，阻力的存在．

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求出重力势能的减小量．