Question

7．用如图1所示的装置验证机械能守恒定律，打出的一条纸带如2图所示，若重锤的质量是0.2kg，相邻计数点间时间为0.06s则：（g=10m/s2，保留三位有效数字，注明单位）

（1）打下计数点5时物体的动能是0.882J．
（2）从计数点1到计数点5重锤的势能变化是0.928J．
（3）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的A．
A．动能变化量与势能变化量
B．速度变化量与势能变化量
C．速度变化量与高度变化量．

Answer 1

分析 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计数点5的瞬时速度，从而得打下计数点5时物体的动能．根据下降的高度求出重力势能的减小量，通过比较动能的增加量和重力势能减小量是否相等验证机械能是否守恒．

解答 解：（1）计数点5的瞬时速度${v}_{5}=\frac{{x}_{46}}{2T}=\frac{0.1630+0.1935}{0.12}m/s$=2.97m/s，则打下计数点5时物体的动能${E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{5}}^{2}=\frac{1}{2}×0.2×2.9{7}^{2}$=0.882J．
（2）从计数点1到计数点5重锤的势能变化△E_p=mgh=0.2×10×（0.069+0.1006+0.1315+0.1630）J=0.928J．
（3）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的动能的变化量和势能的变化量．故A正确．
故答案为：（1）0.882J，（2）0.928J，（3）A．

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．