Question

17．在用打點計時器驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量m=1.00㎏的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點．如圖所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點（其他點未畫出）．已知打點計時器每隔0.02s打一次點，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²．那么：
（1）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點和B點來驗證機(jī)械能守恒定律，所取點的動能E_k=1.84J （結(jié)果取3位有效數(shù)字）；
（2）從O點到所取點，重物重力勢能減少量△E_p和動能增加量△E_K是否相等，并說明原因不相等，因重物下落時受摩擦等阻力作用，重力勢能沒有完全轉(zhuǎn)化為動能．．

Answer 1

分析 明確實驗原理，知道如何才能驗證機(jī)械能守恒定律，并能分析摩擦阻力及空氣阻力帶來的影響．

解答 解：（1）要驗證機(jī)械能守恒，應(yīng)求得某點的速度才行，由數(shù)據(jù)可得B的速度，故選B點
B的速度為v=$\frac{23.23-15.55}{2×0.02}cm/s$=1.92m/s
${△E}_{k}=\frac{1}{2}{mv}_{\;}^{2}$=$\frac{1}{2}×1.00{×1.92}^{2}$J=1.84J
（2）從O到B的距離：h=19.20cm；故${△E}_{P}=mgh=1.00×9.80×19.20{×10}^{-2}$J=1.88J；故說明重物重力勢能減少量△E_p大于動能增加量△E_K
原因在于重物下落時受摩擦等阻力作用，重力勢能沒有完全轉(zhuǎn)化為動能；故重物重力勢能減少量△E_p和動能增加量△E_K并不相等
故答案為：（1）B； （2）不相等，因重物下落時受摩擦等阻力作用，重力勢能沒有完全轉(zhuǎn)化為動能．

點評 驗證機(jī)械能守恒只要驗證mgh=$\frac{1}{2}$m（${v}^{2}{-v}_{0}^{2}$）即可； 故需要測量速度，但不用測定質(zhì)量，但要知道高度差和速度值；同時注意明確由于摩擦影響，動能增加量要小于重力勢能減小量