Question

某研究性學(xué)習(xí)小組在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.00kg．實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，把第一個(gè)點(diǎn)（速度恰好為零）記作O，每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，選連續(xù)的3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C作為測(cè)量的點(diǎn)，如圖所示．經(jīng)測(cè)量知道A、B、C各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為50.50cm、86.00cm、130.50cm．

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可計(jì)算出打B點(diǎn)時(shí)重物的瞬時(shí)速度v_B=

 

m/s；重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，重力勢(shì)能減少了

 

J，動(dòng)能增加了

 

J．根據(jù)所測(cè)量的數(shù)據(jù)，還可以求出物體實(shí)際下落的加速度為

 

m/s²，物體在下落的過(guò)程中所受到的阻力為

 

N（計(jì)算結(jié)果都要保留3位有效數(shù)字），該阻力的來(lái)源主要有：
（1）

 

；
（2）

 

．

Answer 1

分析：利用逐差法△h=gT²可以求出兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔．紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度．從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值；同時(shí)要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行正確的誤差分析，根據(jù)牛頓第二定律可求出阻力大�。�

解答：解：根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度有：
vB=

xAC

2T

=4.00m/s
重力勢(shì)能減小量△E_p=mgh=1.0×9.80×0.8600J=8.43J
動(dòng)能的增量為：△EK=

1

2

mv2=8.00J
根據(jù)△h=gT²
將△h=（130.50-86.00）-（86.00-50.50）=9.00cm，T=0.1s，代入解得：當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.00m/s²．
根據(jù)牛頓第二定律解得：
mg-f=ma
代入數(shù)據(jù)解得：f=0.800N．
該實(shí)驗(yàn)的主要誤差是阻力影響，具有有：重物受到的空氣阻力； 紙帶與限位孔之間的摩擦力等．
故答案為：4.00； 8.43；8.00；9.00；0.800，（1）重物受到的空氣阻力；  （2）紙帶與限位孔之間的摩擦力．

點(diǎn)評(píng)：運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能、重力勢(shì)能的定義式解決問(wèn)題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問(wèn)題，同時(shí)要熟練應(yīng)用基本物理規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題．