Question

13．一同學使用如圖1所示的裝置來驗證“機械能守恒定律”．

（1）打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上，圖2為實驗中打出的一條紙帶，從起始點O開始，將此后連續(xù)打出的7個點依次標為A、B、C、D…G，打點計時器打F點時，重錘下落的速度為1.15 m/s（保留到小數(shù)點后兩位）
（2）如果已知重錘的質(zhì)量為0.50kg，當?shù)氐闹亓�加速度�?.80m/s²．從打O點到打F點的過程中，重錘重力勢能的減少量為0.35J（保留到小數(shù)點后兩位），重錘動能的增加量為0.33J（保留到小數(shù)點后兩位）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)中間時刻速度公式${v}_{\frac{t}{2}}=\overline{v}=\frac{x}{t}$求出紙帶上F點的速度．
（2）根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量；根據(jù)某段時間內(nèi)平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出F點的瞬時速度，從而求出動能的變化量．

解答 解：（1）重物做自由落體運動，計時器在打下F點時重物的速度大小等于AC段的平均速度，即：${v}_{F}=\frac{{x}_{EG}}{{t}_{EG}}=\frac{（9.50-4.90）×1{0}^{-2}}{0.02×2}=1.15m/s$．
（2）從起點O到打下計數(shù)點F的過程中重力勢能減少量是：△E_p=mgh=0.5×9.8×0.0705J≈0.35J．
由（1）中知v_F=1.15m/s
動能的增加量：
△E_k=$\frac{1}{2}m{v}_{F}^{2}=\frac{1}{2}×0.5×1.1{5}^{2}=0.33J$
故答案為：（1）1.15（2）0.35  0.33

點評 本題考查了“驗證機械能守恒定律”中的數(shù)據(jù)處理，注意有關(guān)數(shù)學知識和勻變速直線運動規(guī)律、推論的應用．