Question

【題目】用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。m1與m2通過(guò)一不可伸長(zhǎng)的細(xì)線穿過(guò)一光滑的定滑輪。m2從高處由靜止開(kāi)始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶，0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)（圖2中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。已知m1=50g，m2=150g，實(shí)驗(yàn)用交流電周期為0.02秒，則：（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)，g=9.8m/s2）

（1）在紙帶上打下記數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v=______m/s；

（2）在記數(shù)點(diǎn)0-5過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量△Ek=_____J，系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量△EP=___J；

（3）在實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)根據(jù)多次實(shí)驗(yàn)記錄，作出了v2-h圖象，如圖3所示，h為從起點(diǎn)量起的長(zhǎng)度，則據(jù)此得到當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>g=__m/s2。

Answer 1

【答案】2.40； 0.58； 0.60； 9.70

【解析】

根據(jù)“用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒”及題意可知，考查了驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律中的數(shù)據(jù)處理問(wèn)題。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和紙帶，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打下記數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度大小；根據(jù)物體的初末動(dòng)能大小可以求出動(dòng)能的增加量，根據(jù)物體重力做功和重力勢(shì)能之間的關(guān)系可以求出系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量，比較動(dòng)能增加量和重力勢(shì)能減小量之間的關(guān)系可以得出機(jī)械能是否守恒；根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒，列出表達(dá)式，找出v2-h圖象的物理意義即可求解當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>g。

（1）由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，

（2）系統(tǒng)動(dòng)能的增量

系統(tǒng)勢(shì)能的減小量為：。

（3）本題中根據(jù)機(jī)械能守恒可知：；則

由圖象知圖線的斜率；解得：g=9.70m/s2。