Question

13．在驗證機械能守恒定律的實驗中，使質量為m=200g的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示．O為紙帶下落的起始點，A、B、C為紙帶上選取的三個連續(xù)點，中間紙帶未畫出．已知打點計時器每隔T=0.02s打一個點，當?shù)氐闹亓�加速度為g=9.8m/s²，那么

（1）根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)求得B點的瞬時速度是1.92m/s．
（2）重物自O由靜止下落到B點的過程中，動能增加量為0.37J，重力勢能的減少量為0.38J．（結果保留兩位有效數(shù)字）根據(jù)計算所得數(shù)據(jù)，你認為造成誤差的原因可能是：重物與紙帶受到阻力作用．

Answer 1

分析 驗證機械能守恒時，我們驗證的是減少的重力勢能△Ep=mgh和增加的動能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²間的關系，所以我們要選擇能夠測h和v的數(shù)據(jù)．
減少的重力勢能△Ep=mgh，增加的動能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²，v可由從紙帶上計算出來．

解答 解：（1）在勻加速直線運動中，某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，則v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.2323-0.1555}{2×0.02}$≈1.92m/s；
（2）增加的動能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²=$\frac{1}{2}$×0.2×1.92≈0.37J
減少的重力勢能△E_p=mgh=0.2×9.8×0.192≈0.38J
重物重力勢能減少量與動能增加量不相等的原因是紙帶與打點計時器間有摩擦阻力，或存在空氣阻力．
故答案為：（1）1.92；（2）0.37；0.38；重物與紙帶受到阻力作用．

點評 正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)進行分析所測數(shù)據(jù)，如何測量計算，會起到事半功倍的效果．