Question

6．在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻计数点的时间间隔为0.02s），那么：从起点O到打下计数点B的过程中测得重力势能减少量为△E_P=0.49J（取g=9.8m/s²），物体动能的增加量为△E_k=0.48J，△E_P不等于△E_k是因为实验中有阻力．（计算数据保留两位有效数字）

Answer 1

分析 根据下降的高度求出重力势能的减小量，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点的速度，从而得出动能的增加量．

解答 解：根据功能关系可知，当打点计时器打在B点时，重锤的重力势能的减少量为：
△E_P=mgh=1.0×9.8×0.05J=0.49J
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度有：
V_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{7.06-3.14}{2×0.02}$×10^-2m/s=0.98m/s，
动能变化量：△E_K=$\frac{1}{2}$m${V}_{B}^{2}$=0.48J
因为实验中有阻力作用，所以减小的重力势能大于增加的动能．
故答案为：0.49，0.48，实验中有阻力

点评 运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题，对于验证实验，我们有时也需要实验原理、测量数据等各个方面分析产生误差的原因．