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个打点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示．已知m1=50g、m2=150g，取g=9.8m/s2 ， 则（结果均保留两位有效数字）

①在纸带上打下记数点5时的速度v=m/s；
②在0～5过程中系统动能的增量△EK=J，系统势能的减少量△EP=J；由此可以验证 ．

Answer 1

【答案】①2.4；②0.58，0.59，在误差允许范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒
【解析】解：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：

v5= = =2.4m/s；②在0～5过程中系统动能的增量△EK= （m1+m2）v52= ×0.2×2.42J=0.58J；

系统重力势能的减小量等于物体重力做功，故：△EP=W=（m2﹣m1）gx=0.1×9.8（0.216+0.384）=0.59J；

由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等，因此在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒．

所以答案是：①2.4；②0.58，0.59，在误差允许范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒．