Question

1．图1为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．实验中得到一条点迹清晰的纸带如图2所示．打P点时，重物的速度为零；A、B、C为3个连续点，测得各点与P的距离如图所示．已知电源频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.8m/s²，重物质量为0.2kg，则：
（1）根据数据，可知由P到B重物重力势能的减少量△E_p=9.82×10^-2J；动能的增加量△E_k=9.60×10^-2J；（计算结果保留3位有效数字）
（3）实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是D
A．重物的质量过大
B．重物的体积过小
C．电源的电压偏低
D．重物下落时受到阻力．

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．
根据实验的原理以及注意事项确定误差的来源．

解答 解：（1）根据数据，可知由P到B重物重力势能的减少量△E_p=mgh=0.2×9.8×5.01×10^-2J=9.82×10^-2J，B点的瞬时速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（7.06-3.14）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=0.98m/s，则动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.2×0.9{8}^{2}$J≈9.60×10^-2J．
（2）实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是重物下落时受到阻力作用，使得部分重力势能转化为内能，故选：D．
故答案为：（1）9.82×10^-2，9.60×10^-2，（2）D．

点评 解决本题的关键知道实验的原理和误差来源，掌握纸带的处理方法，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．