Question

5．“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”時(shí)，用6V、50Hz的電源向打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供電，打出一條無(wú)漏點(diǎn)的紙帶，如圖所示，O點(diǎn)為重錘開(kāi)始下落時(shí)打下的點(diǎn)，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)為A、B、C、D，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的長(zhǎng)度已在圖上標(biāo)出，g取9.8m/s²，若重錘質(zhì)量為1kg，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度v_B=1.17m/s，重錘的動(dòng)能E_kB=0.684J，從重錘開(kāi)始下落到打下B點(diǎn)的過(guò)程中，重錘的重力勢(shì)能減小量為0.691J（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），該同學(xué)這樣驗(yàn)證的誤差總是使重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是重物在下落中會(huì)受到空氣阻力．

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．

解答 解：每?jī)蓚�(gè)點(diǎn)之間有一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)，則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.04s．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{125.0-31.4}{4×0.02}×1{0}^{-3}$m/s=1.17m/s
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}×1×1.1{7}^{2}$J=0.684J
重力勢(shì)能減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.0705J=0.691J．
由于空氣的阻力影響，導(dǎo)致重力勢(shì)能減小量總大于動(dòng)能的增加量，重物下落的機(jī)械能守恒．
故答案為：1.17；0.684；0.691；大于；重物在下落中會(huì)受到空氣阻力．

點(diǎn)評(píng) 能夠清楚該實(shí)驗(yàn)的工作原理和實(shí)驗(yàn)步驟．知道相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔．
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，計(jì)算要注意單位的換算．