Question

18．用图1实验装置探究重锤下落过程中动能与重力势能的转化问题．

（1）图2为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点．分别测出若干连续打点A、B、C…与 O点之间的距离h₁、h₂、h₃…．
（2）已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，结合实验中所测的h₁、h₂、h₃，可得重锤下落到B点时的速度大小为$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$，纸带从O点下落到B点的过程中，重锤增加的动能为$\frac{1}{2}$m（$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$）²，减小的重力势能为mgh₂，在误差允许范围内重锤动能增加量等于重力势能减少量（填写“大于”、“等于”或“小于”）．

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：（2）B点的瞬时速度v_B=$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$
则重物动能的增加量△E_k=$\frac{1}{2}$m（$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$）²
减少的重力势能为△E_p=mgh₂；
在误差允许范围内重锤动能增加量等于重力势能减少量；
故答案为：（2）$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$，$\frac{1}{2}$m（$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$）²，mgh₂．

点评 解决本题的关键知道实验的原理，验证重力势能的减小量与动能的增加量是否相等．以及知道通过求某段时间内的平均速度表示瞬时速度．