Question

17．在《验证机械能守恒定律》的实验中，重物的质量为m，所用交流电的频率为50Hz，打出了如图所示的一条纸带，其中O为起点，A、B、C为三个连续的计时点．可得（g=10m/s²，重物的质量m取1kg计算）

（1）打点计时器打B点时，重物动能为4.86J，从开时运动至打点计时器打B点的过程中重物重力势能减小量为4.85J．（结果均保留三位有效数字）
（2）通过计算结果你能得出的结论：在实验误差允许范围内，重物下落过程中机械能守恒．

Answer 1

分析 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的瞬时速度，从而得出动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量．

解答 解：（1）重力势能减小量等于：
△E_p=mgh=1.00×9.8×0.496 J=4.86 J．
利用匀变速直线运动的推论有：
v_B=$\frac{0.561-0.436}{2×0.02}$=3.12m/s
打点计时器打B点时，重物动能为：
E_k=E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}×$1×（3.12）²=4.85 J
（2）通过计算结果你能得出的结论：在实验误差允许范围内，重物下落过程中机械能守恒．
故答案为：（1）4.86，4.85；（2）在实验误差允许范围内，重物下落过程中机械能守恒．

点评 要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒．
重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．