Question

用如图1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上拖着纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可用来验证机械能守恒定律，图2中给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，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2所示，已知电源的频率f=50Hz，m₁=50g，m₂=150g，g=9.8m/s²．则（所有结果均保留三位有效数字）

①在纸带上打下计数点5时的速度v₅=   m/s；

②在打点0～5过程中系统势能的减少量△E_p=   J；

③在打点0～6过程中，m₂运动加速度的大小a=   m/s²．

Answer 1

考点：验证机械能守恒定律．

专题：实验题．

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计数点5的瞬时速度，从而得出系统动能的增加量，根据两点间的距离求出系统重力势能的减小量．

根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小．

解答：  解：（1）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，

v₅==2.40m/s

（2）系统势能的减小量为：△E_p=（m₂﹣m₁）gx₀₅=0.1×9.8×（0.384+0.216）=0.588J．

（3）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，得：

a==4.80m/s²．

故答案为：（1）2.40；（2）0.588；（3）4.80

点评：解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度、加速度，关键是匀变速直线运动两个重要推论的运用．