Question

11．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为6.0V、频率为50Hz的交流电源上，自由下落的重物质量为1.0kg，打下一条理想的纸带，数据如图所示，单位是cm，g取9.8m/s²，O、A之间有几个计数点未画出，求：
（1）打点计时器打下计数点B时，重物下落的速度v_B=0.98 m/s
（2）从起点O到打下计数点B的过程中，重物的重力势能的减小量△E_p=0.49J，动能的增加量△E_k=0.48J．（保留两位小数）

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计数点B的速度，从而得出动能的增加量，根据下落的高度求出重力势能的减小量，结合动能增加量和重力势能减小量的关系判断机械能是否守恒．

解答 解：（1）利用匀变速直线运动的推论
v_B=$\frac{0.0706-0.0314}{2×0.02}$=0.98m/s
（2）重力势能减小量△E_p=mgh=1×9.8×0.0501J=0.49 J．
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=0.48 J．
故答案为：（1）0.98；（2）0.49，0.48

点评 要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒，重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．