Question

在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的一次實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖所示（相鄰記數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s），那么：
（1）紙帶的

P

（用字母表示）端與重物相連；
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度v_B=

0.98

m/s；
（3）從起點(diǎn)P到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中物體的重力勢(shì)能減少量△E_P=

0.49

J，此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量△E_k=

0.48

J；（g取9.8m/s²，保留兩位小數(shù)）
（4）通過(guò)計(jì)算，數(shù)值上△E_P

＞

△E_k（填“＜”、“＞”或“=”），這是因?yàn)?!--BA-->

有機(jī)械能損失

；
（5）實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：

在誤差允許范圍內(nèi)，重物下落的機(jī)械能守恒．

．

Answer 1

分析：書(shū)本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚．
紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度．從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．
該實(shí)驗(yàn)的誤差主要來(lái)源于紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦以及空氣阻力的存在．

解答：解：（1）與重物相連的紙帶一端應(yīng)該先打出點(diǎn)，先打出點(diǎn)的速度較小，從紙帶圖上可以看出是P點(diǎn)．
（2）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論v

t

2

=

.

v

v_B=

xAC

tAC

=

(7.06-3.14)cm

2×0.02s

=0.98m/s
E_kB=

1

2

mv_B²=0.48J
（3）重力勢(shì)能減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.0501J=0.49J．
（4）＞，由于存在摩擦阻力，所以有機(jī)械能損失．
（5）由于重力勢(shì)能減小量略大于動(dòng)能的增加量，在誤差允許范圍內(nèi)，重物下落的機(jī)械能守恒．
故答案為：（1）P
（2）0.98
（3）0.49，0.48
（4）＞有機(jī)械能損失
（5）在誤差允許范圍內(nèi)，重物下落的機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng)：紙帶問(wèn)題的處理時(shí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的問(wèn)題．我們可以紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度．