Question

17．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(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（相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s），單位 cm，那么
（1）紙帶的左端與重物相連（用紙帶上的字母表示）
（2）從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中重物重力勢(shì)能減少量△Ep=0.501J，此過程中重物動(dòng)能的增加量△Ek=0.480J（g取10m/s²）；
（3）通過計(jì)算，數(shù)值上△E_p＞△E_k（填“＞”“=”或“＜”），這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中存在阻力，使得重力勢(shì)能的減小量一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

Answer 1

分析 （1）抓住相等時(shí)間內(nèi)的位移的變化確定紙帶哪一端與重物相連．
（2、3）根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量．從而進(jìn)行比較，確定誤差形成的原因．

解答 解：（1）重物拖著紙帶做加速運(yùn)動(dòng)，相等時(shí)間內(nèi)的位移越來(lái)越大，可知紙帶的左端與重物相連．
（2）從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中重物重力勢(shì)能減少量△Ep=mgh=1×10×5.01×10^-2J=0.501J，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（7.06-3.14）×1{0}^{-2}}{0.04}m/s$=0.98m/s，則動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×0.9{8}^{2}$J=0.480J．
（3）通過計(jì)算可知，△E_p＞△E_k，這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中存在阻力，使得重力勢(shì)能的減小量一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
故答案為：（1）左，（2）0.501，0.480，（3）＞，實(shí)驗(yàn)中存在阻力，使得重力勢(shì)能的減小量一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

點(diǎn)評(píng) 紙帶的處理在高中實(shí)驗(yàn)中用到多次，需要牢固的掌握．實(shí)驗(yàn)原理是比較減少的重力勢(shì)能和增加的動(dòng)能之間的關(guān)系，圍繞實(shí)驗(yàn)原理記憶實(shí)驗(yàn)過程和出現(xiàn)誤差的原因．