Question

10．“驗證機械能守恒定律”的實驗采用重物自由下落的方法：（保留三位小數(shù)，g取9.8m/s²）
（1）若實驗中所使用的重物質量為m=1kg，打點紙帶如圖1所示，打點計時間隔為0.02s，則記錄B點時，重物的動能為E_K=0.171．從開始下落到B點，重物的重力勢能件小量△E_P=0.172，△E_P＞E_K的原因是：阻力的作用．
（2）根據(jù)紙帶算出相關各點的速度v，量出下落的距離h，則以v²/2為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應是下圖中的：C．

Answer 1

分析 （1）紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度，從而求出動能．根據(jù)功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．
（2）根據(jù)機械能守恒定律的表達式求出$\frac{1}{2}$v²與h函數(shù)關系，即可明確圖象的性質

解答 解：（1）利用勻變速直線運動的推論v_B=$\frac{0.0312-0.0078}{2×0.02}$=0.585m/s，
重錘的動能E_KB=$\frac{1}{2}$mv_B²=0.171J
從開始下落至B點，重錘的重力勢能減少量△E_p=mgh=1×9.8×0.0176J=0.172J．
得出的結論是在誤差允許范圍內(nèi)，重物下落的機械能守恒．，△E_P＞E_K的原因是阻力的作用．
（2）根據(jù)機械能守恒定律有：$\frac{1}{2}$mv²=mgh，
即 $\frac{1}{2}$v²=gh，因此$\frac{1}{2}$v²為縱軸．以h為橫軸，畫出的圖象應是一條過原點的傾斜的直線，直線斜率大小等于g．則C正確
故答案為（1）0.171J          0.172J或0.173J             阻力的作用                
（2）C

點評 運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題，利用圖象進行數(shù)據(jù)處理時注意從物理角度找出兩個物理變量的關系表達式