Question

2．在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9.80m/s²，测得所用的重物的质量为1.00kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点．经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为63.0cm、70.0cm、78.0cm、85.0cm．根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于7.64 J，动能的增加量等于7.03J（均取3位有效数字）．

Answer 1

分析 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．

解答 解：根据重力势能的定义式得：
重力势能减小量△E_p=mgh_OC=1.0×9.8×0.78 J≈7.64J．
利用匀变速直线运动的推论
v_c=$\frac{{x}_{BD}}{{t}_{BD}}$=$\frac{0.85-0.70}{2×0.02}$=3.75m/s
根据动能的定义式得：E_kc=$\frac{1}{2}$mv_C²=$\frac{1}{2}×1×3.7{5}^{2}$≈7.03J
故答案为：7.64，7.03．

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．
要注意单位的换算和有效数字的保留．