Question

【題目】某同學做“驗證機械能守恒定律”實驗時，不慎將一條挑選出的紙帶的一部分損壞，損壞的是前端部分。剩下的一段紙帶上各相鄰點間的距離已測出并標在圖中，單位是cm。打點計時器工作頻率為50 Hz，重力加速度g取9.8 m/s2。

(1)設重物質量為m(kg)，重物在2點的速度v2＝________，在5點的速度v5＝________，此過程中動能增加量ΔEk＝________，重力勢能減少量ΔEp＝________。由以上可得出實驗結論：________________________________。

(2)重物獲得的動能往往________(A．大于　B．小于　C．等于)減少的重力勢能，實驗中產生系統誤差的原因是________________。

(3)根據實驗判斷下列圖像正確的是(其中ΔEk表示重物動能的變化量，Δh表示物體下落的高度)（______）

Answer 1

【答案】1.50 m/s 2.075 m/s 1.03mJ 1.06mJ 在誤差允許的范圍內，機械能守恒 B 重物下落時要克服阻力做功 C

【解析】

(1)[1]根據勻變速直線運動的規律，可以求出重物在2點的速度：

v2＝m/s＝1.50 m/s

[2]重物在5點的速度：

v5＝m/s＝2.075 m/s

[3]所以動能增加量為：

ΔEk＝m－m≈1.03mJ

[4]重物從2點到5點，重力勢能減少量為：

ΔEp＝mgh25＝m×9.8×(3.2＋3.6＋4.0)×10－2 J＝1.06mJ

[5]由以上可得出實驗結論為在誤差允許的范圍內，機械能守恒；

(2)[6][7]由于重物下落時要克服阻力做功，所以獲得的動能小于減少的重力勢能；

(3)[8]重物機械能守恒，重物減少的重力勢能轉化為增加的動能，即：

ΔEk＝mgΔh

可見重物增加的動能與下落的高度成正比，C正確。