Question

7．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時器所用電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓�加速度的值�?.80m/s²，測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg．若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測量，圖中各個相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有一個點(diǎn)沒有畫出來，測量得A、B、C三個計(jì)數(shù)點(diǎn)到第一個點(diǎn)O的距離如圖所示，單位均是cm，那么（計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）：
①紙帶的左端與重物相連（填左或右）；
②打點(diǎn)計(jì)時器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時，物體的速度v_B=1.50m/s．
③從起點(diǎn)D到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中重力勢能減少量是△E_p=1.18J，此過程中物體動能的增加量是△E_k=1.13J；
④通過計(jì)算，數(shù)值上△E_p＞△E_k（填“＞”“=”或“＜”）．
⑤實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi)，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 紙帶隨重物一起做加速運(yùn)動，根據(jù)紙帶上所打點(diǎn)之間的距離可以判斷物塊與紙帶的那端相連，紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時紙帶運(yùn)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．

解答 解：①物體做加速運(yùn)動，由紙帶可知，紙帶上所打點(diǎn)之間的距離越來越大，這說明物體與紙帶的左端相連．
②各個相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有一個點(diǎn)沒有畫出來，則T=0.04s；
利用勻變速直線運(yùn)動的推論
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.1901-0.0701}{2×0.04}$=1.50m/s
③重物由B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)時，重物的重力勢能的減少量△E_p=mgh=1.0×9.8×0.1205 J≈1.18J．
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}×1×1．{5}^{2}$≈1.13J
④通過計(jì)算，數(shù)值上△E_p＞△E_k
⑤在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，重物的重力勢能的減少量等于動能的增加量，所以在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．
故答案為：①左；②1.50；③1.18；1.13；④＞；⑤在誤差允許范圍內(nèi)，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評 運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問題．
要注意單位的換算．
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．