Question

15．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6V、50Hz的交流電源上，自由下落的重錘質(zhì)量為0.5kg，選出一條理想的紙帶如圖所示，A、B、C、為連續(xù)打出的點(diǎn)，取g=9.8m/s²，O為始起點(diǎn)，則：
（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度V_B=0.98m/s，
（2）從起點(diǎn)O到打下點(diǎn)B點(diǎn)的過(guò)程中，重錘的重力勢(shì)能減少量△E_P=0.245J，動(dòng)能的增加量△E_k=0.240J．（△Ep、△E_k均保留三位有效數(shù)字）．、
（3）造成△E_P＞△E_K的原因是存在摩擦阻力和空氣阻力．

Answer 1

分析 （1）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．
（2）根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，根據(jù)B點(diǎn)的瞬時(shí)速度得出動(dòng)能的增加量．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理，結(jié)合能量守恒分析重力勢(shì)能的減小量大于動(dòng)能增加量的原因．

解答 解：（1）B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：
${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{（7.06-3.14）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=0.98m/s．
（2）從起點(diǎn)O到打下點(diǎn)B點(diǎn)的過(guò)程中，重錘的重力勢(shì)能減少量為：
△E_P=mgh=0.5×9.8×5.01×10^-2J=0.245J
動(dòng)能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.5×0.9{8}^{2}$J=0.240J．
（3）造成△E_P＞△E_K的原因是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在摩擦阻力和空氣阻力．
故答案為：（1）0.98，（2）0.245，0.240，（3）存在摩擦阻力和空氣阻力．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)根據(jù)紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢(shì)能的減小量．