Question

在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出了一系列的點(diǎn)，如圖所示，相鄰記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s，長度單位是cm，g取9.8m/s²．求：

（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度v_B=

0.97?

m/s（保留兩位有效數(shù)字）．?
（2）從起點(diǎn)O到打下記數(shù)點(diǎn)B的過程中，物體重力勢能減小量△E_P=

0.48

J，動(dòng)能的增加量△E_k=

0.47

J（保留兩位有效數(shù)字）．?
（3）即使在實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理很準(zhǔn)確的前提下，該實(shí)驗(yàn)求得的△E_p也一定略大于△E_k，這是實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果，試分析該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因

重錘下落過程中受到阻力及紙帶受到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力作用，重錘的機(jī)械能減小

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度可以求出B點(diǎn)速度的大�。�
（2）重力勢能的減小量等于重力做功，據(jù)此可以求出物體重力勢能的減小量，根據(jù)動(dòng)能的表達(dá)式可以求出動(dòng)能的增量．
（3）由于在物體下落的過程中，不可避免的要克服阻力做功，因此重力勢能并沒有全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故機(jī)械能有所損失．

解答：解：（1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得：
vB=

xAC

2T

=

7.02-3.13

2×0.02

cm/s=0.97m/s．
故答案為：0.97．
（2）重力勢能減小量：△E_p=mgh=1×9.8×0.0486J=0.48J；
動(dòng)能的增加量為：△Ek=

1

2

m

v

2 B

-0=0.47J．
故答案為：0.48，0.47．
（3）由于在物體下落的過程中，不可避免的要克服阻力做功，因此重力勢能并沒有全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故動(dòng)能的增量總是要小于重力勢能的減小量．
故答案為：重錘下落過程中受到阻力及紙帶受到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力作用，重錘的機(jī)械能減小．

點(diǎn)評(píng)：該題主要考查了在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，如何應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律、功能關(guān)系去處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力，在平時(shí)訓(xùn)練中要加強(qiáng)基礎(chǔ)規(guī)律的綜合應(yīng)用．