Question

10．在“驗證機械能守恒定律”的某次實驗中，質量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖所示（相鄰記數(shù)點時間間隔為0.02s，g取9.8m/s²，有數(shù)值計算的結果保留2位有效數(shù)字），那么：
（1）紙帶的左（填“左”或“右”）端與重物相連；
（2）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度v_B=0.98m/s；
（3）從起點P到打下計數(shù)點B的過程中物體的重力勢能減少量△E_P=0.49J，此過程中物體動能的增加量△E_k=0.48J；
（4）通過計算，數(shù)值上△E_P＞△E_k（填“＜”、“＞”或“=”），這是因為紙帶和重錘運動過程中受阻力．

Answer 1

分析 利用在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小，然后根據(jù)動能、勢能定義進一步求得動能和勢能的變化情況．
動能的增加量：$\frac{1}{2}$mv²，重力勢能的減小量：mgh；由于物體下落過程中存在摩擦阻力，因此動能的增加量小于勢能的減小量．

解答 解：（1）物體做加速運動，由紙帶可知，紙帶上所打點之間的距離越來越大，這說明物體與紙帶的左端相連．
（2）中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大�。�
v_B=$\frac{（7.06-3.14）×0.01}{2×0.02}$=0.98m/s
（3）從起點P到打下計數(shù)點B的過程中物體的重力勢能減少量為：
△E_p=mgh=1×10×5.01×10^-2=0.49J
（4）此過程中物體動能的增加量為：
△E_k=$\frac{1}{2}$×1×0.98²=0.48J，
通過計算可以看出△E_P＞△E_K，這是因為紙帶和重錘運動過程中受阻力．
故答案為：（1）左；（2）0.98 m/s；（3）0.49J，0.48J；（4）＞，紙帶和重錘運動過程中受阻力

點評 運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題．要注意單位的換算．