Question

11．“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)采用重物自由下落的方法
若實(shí)驗(yàn)中所用重錘質(zhì)量為1kg，打點(diǎn)紙帶如圖所示，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，則記錄B點(diǎn)時(shí)，重錘的速度v_B=0.59m/s，重錘動(dòng)能E_kB=0.174J，從開(kāi)始下落至B點(diǎn)，重錘的重力勢(shì)能減少量是0.172J，因此可得出的結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)中重錘做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度，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，由公式E_p=mgh得到．

解答 解：（1）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論可知，打B點(diǎn)時(shí)重錘的瞬時(shí)速度等于AC間的平均速度，則有：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0314-0.0078}{2×0.02}$ m/s=0.59m/s，
重錘的動(dòng)能E_KB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×1×0.59²J=0.174J
從開(kāi)始下落至B點(diǎn)，重錘的重力勢(shì)能減少量△E_p=mgh=1×9.8×0.0176J=0.172J．
故說(shuō)明在誤差充許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒；
故答案為：0.59m/s，0.174J，0.172J，在誤差允許范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．

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，利用圖象進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)注意從物理角度找出兩個(gè)物理變量的關(guān)系表達(dá)式．