Question

6．若实验中所用重锤质量为1kg，打点纸带如图所示，其中O、A、B、C、D是依次打下的点，则记录C点时，重锤动能E_kC=2.53J，从开始下落至C点，重锤的重力势能减少量是2.60J，实验中发现重物增加的动能略小于重物减少的重力势能，（填“略大于”、“略小于”、“等于”）其主要原因是重物及纸带在下落时受到阻力．（计算结果保留三位有效数字）

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C点的动能．根据下降的高度求出重力势能的减小量．结合实验的原理，分析产生误差的原因．

解答 解：C点的瞬时速度${v}_{c}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{（31.23-22.24）×1{0}^{-2}}{0.04}m/s=2.2475m/s$，则C点重锤的动能：${E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×2.247{5}^{2}$=2.53J．
从开始下落至C点重力势能的减小量△E_p=mgh=1×9.8×0.2656J=2.60 J．
可知，在误差允许的范围内，重锤的机械能守恒．
实验中发现重物增加的动能 略小于重物减少的重力势能，其主要原因是 重物及纸带在下落时受到阻力．
故答案为：2.53J；2.60J；略小于； 重物及纸带在下落时受到阻力

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，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．