Question

1．某同學(xué)在一次“驗證機械能守恒”的實驗中，得到如圖所示的紙帶，相鄰的計數(shù)點時間間隔為0.02s，那么

（1）紙帶的左端與重物相連．（填“左”或“右”）
（2）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度v_B=0.98m/s．
（3）設(shè)重物質(zhì)量為1kg，從起點O到打下計數(shù)點B的過程中，物體重力勢能減少量△E_p=0.49J，此過程中物體動能的增加量△E_k=0.48J（g=9.8m/s²）（結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位）
（4）通過計算，△E_p＞△E_k（填＞、＜或=），這是因為存在摩擦阻力．
（5）實驗結(jié)論是在實驗誤差范圍內(nèi)，重物的機械能守恒．

Answer 1

分析 書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．
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．從而求出動能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．
該實驗的誤差主要來源于紙帶和打點計時器的摩擦以及空氣阻力的存在．

解答 解：（1）與重物相連的紙帶一端應(yīng)該先打出點，先打出點的速度較小，從紙帶圖上可以看出重物與紙帶左端相連．
（2）利用勻變速直線運動的推論$\overline{v}$=v${\;}_{\frac{t}{2}}$
因此v_B=$\frac{{x}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{0.0706-0.0314}{2×0.02}$=0.98m/s
（3）重力勢能減小量△E_p=mgh=1×9.8×0.0501J=0.49J．
而動能增加量為△E_k=E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=0.48J
（4）由上數(shù)據(jù)可知，△E_p＞△E_k，這是因為存在摩擦阻力；
（5）實驗結(jié)論：在實驗誤差范圍內(nèi)，重物的機械能守恒．
故答案為：（1）左；（2）0.98；（3）0.49，0.48；（4）＞，存在摩擦阻力；（5）在實驗誤差范圍內(nèi)，重物的機械能守恒．

點評 要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒，重物帶動紙帶下落過程中，除了重力還受到阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢能減小除了轉(zhuǎn)化給了動能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．