Question

某同學(xué)在驗證機(jī)械能守恒定律實驗中，通過實驗得到一條紙帶如圖所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數(shù)點，在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點，測得h₁=12.01cm，h₂=19.15cm，h₃=27.86cm．已知重錘質(zhì)量為0.5Kg，打點計時器的工作電流頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，（1）由以上數(shù)據(jù)算出：當(dāng)打點計時器打到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了

0.94

J，此時重錘的動能比開始下落時增加了

0.98

J（計算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）．從計算結(jié)果可知，該同學(xué)在做實驗時出現(xiàn)問題的可能原因是

先釋放紙帶讓重錘運動，再接通打點計時器電源

．

Answer 1

分析：驗證機(jī)械能守恒定律實驗中，通過紙帶上打點可確定重錘的位置，從而算出由靜止到某點的速度對應(yīng)的動能與這兩點間的重力勢能的關(guān)系，來驗證機(jī)械能是否守恒．

解答：解：實驗得到一條紙帶如圖所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，當(dāng)打點計時器打到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少 E_P=mgh=0.5×9.8×0.1915J=0.94J
此時重錘的動能比開始下落時增加：

1

2

mv

2 B

-0=

1

2

×0.5×(

0.2786-0.1201

4×0.02

)2=0.98J
然而動能的增加卻大于重力勢能的減少，原因是先釋放紙帶后接通打點計時器．說明起點有速度，但卻當(dāng)作速度為零處理的．
故答案為：0.94J；0.98J；先釋放紙帶讓重錘運動，再接通打點計時器電源．

點評：勻變速度運動時瞬時速度等于這段時間的平均速度，同時動能的增加量卻大于重力勢能減少量，原因是先釋放紙帶讓重錘運動，再接通打點計時器電源．