Question

在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出了一系列的點(diǎn)，如下圖所示，o點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時器所打的第一個點(diǎn)，相鄰記數(shù)點(diǎn)時間間隔為0.02s，長度單位是cm，g取9.8m/s²．（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）求：

①打點(diǎn)計(jì)時器打下記數(shù)點(diǎn)B時，物體的速度V_B=

 

；
②從點(diǎn)O到打下記數(shù)點(diǎn)B的過程中，物體重力勢能的減小量△E_P=

 

，動能的增加量△E_K=

 

；
③根據(jù)題中提供的條件，可求出重錘實(shí)際下落的加速度a=

 

．
④即使在實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理很準(zhǔn)確的前提下，該實(shí)驗(yàn)測得的△E_P 也一定略大于△E_K，這是實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果，試分析該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因．

 

．

Answer 1

分析：①用勻變速直線運(yùn)動的推論v_n=

xn+xn+1

2T

求解B點(diǎn)速度．②確定O到B的高度，根據(jù)定義分別求出物體重力勢能的減小量△E_P=mgh和動能的增加量△E_K=

1

2

m

v

2 B

③由△x=aT²求加速度．

解答：解：①v_B=

AC

2T

=

OC-OA

2T

=

7.02-3.13

0.04

×10-2m/s=0.97m/s
    ②物體重力勢能的減小量△E_P=mg?OB=1×9.8×4.86×10^-2J=0.48J
      物體動能的增加量△E_K=

1

2

mv

2 B

=0.47J
    ③由v_B²=2a?OB，得a=

v 2 B

2BC

=≈9.7m/s²
    ④△E_P 略大于△E_K，由于重錘和紙帶都受到阻力的作用，機(jī)械能有損失．
故本題答案是：
     ①0.97m/s
     ②0.48J     0.47J
     ③a=9.7 m/s²
     ④重錘和紙帶都受到阻力的作用，因此機(jī)械能有損失

點(diǎn)評：本題是常規(guī)題，運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動的兩個推論處理紙帶問題，是高考熱點(diǎn)，要熟練掌握．