Question

【题目】用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图乙给出的是实验中获得的一条纸带：0是打下的第1个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图乙所示．已知m1=50 g，m2=150 g，g取9.8 m/s2，所有结果均保留3位有效数字，则

(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5=_____m/s；

(2)在打点0～5过程中系统动能的增量ΔEk=_____J，系统势能的减少量ΔEp=_____J；

(3)若某同学作出的图象如图丙所示，则当地的实际重力加速度g=_____m/s2.

Answer 1

【答案】 2.40 0.576 0.588 9.70

【解析】试题分析：根据物体的初末动能大小可以求出动能的增加量，根据物体重力做功和重力势能之间的关系可以求出系统重力势能的减小量，比较动能增加量和重力势能减小量之间的关系可以得出机械能是否守恒；根据图象的物理意义可知，图象的斜率大小等于物体的重力加速度大小．

（1）根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为；

（2）物体的初速度为零，所以动能的增加量为：；
重力势能的减小量等于物体重力做功，故

（3）本题中根据机械能守恒可知，，即有：，所以出图象中图象的斜率表示重力加速度，由图可知，斜率k=9.7，故当地的实际重力加速度．