Question

18．某同學(xué)采用重物自由下落的方法“驗證機械能守恒定律”，如圖甲所示．打點計時器所用電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80m/s²，測得所用重物的質(zhì)量為1.0kg．若按實驗要求正確地選出紙帶進(jìn)行測量，量得連續(xù)三點A、B、C到第一個點O的距離如圖乙所示，那么，

（1）紙帶的左（選填“左”或“右”）端與重物相連；
（2）B的速度大小為0.97m/s；從打下點A到打下點C的過程中重力勢能的減少量△E_P=0.38J（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；
（3）猜測：動能的增加量最有可能＜勢能的減少量（選填“＞”“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)相等時間內(nèi)的位移越來越大，確定紙帶的哪一端與重物相連．
（2）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量．
（3）由于阻力的存在，重力勢能的減小量略大于動能的增加量．

解答 解：（1）重物拖著紙帶做加速運動，相等時間內(nèi)的位移逐漸增大，可知紙帶的左端與重物相連．
（2）B點的速度等于中間時刻的瞬時速度，故${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（7.02-3.13）×1{0}^{-2}}{0.04}m/s≈0.97m/s$，從打下點A到打下點C的過程中重力勢能的減少量△E_p=mgh_AB=1×9.8×（7.02-3.13）×10^-2J=0.38J．
（3）動能的增加量△E_k最有可能小于勢能的減少量△E_p，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是摩擦阻力和空氣阻力的存在．
故答案為：（1）左，（2）0.97，0.38，（3）＜．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理，掌握紙帶的處理方法，知道實驗誤差形成的原因，能根據(jù)紙帶分析重力勢能和動能變化間的關(guān)系是解題的關(guān)鍵．