Question

15．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点周期为0.02s，自由下落的重物质量为1.00kg，打出一条理想的纸带，数据如图所示，单位是cm，g取9.80m/s²，O、A之间有多个点没画出．
打点计时器打下点B时，物体的速度 v_B=3.89m/s．
从起点O到打下点B的过程中，重力势能的减少量△E_p=7.62J，此过程中物体动能的增量△E_k=7.57J．（答案保留三位有效数字）

Answer 1

分析 纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．

解答 解：利用匀变速直线运动的推论
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.8573-0.7018}{2×0.02}$=3.89m/s
重力势能减小量△E_p=mgh=1×9.8×0.7776J=7.62 J．
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×1×（3.89）²=7.57 J．
故答案为：3.89；7.62；7.57．

点评 要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒，重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．