Question

【題目】某小組同學做“驗證機械能守恒”實驗，采用了如圖甲所示的裝置，其中m1=50g，m2=150g，m2在高處由靜止開始下落，m2可以帶動m1拖著紙帶帶出一系列的點，某次實驗打出的紙帶如圖乙所示，0為打下的第一個點，相鄰兩計數點間還有4個點（圖中未標出），所用電源的頻率為50Hz，請計算（當地重力加速度g=9.8m/s2，計算結果均保留三位有效數字）：

（1）系統的加速大小為_______m/s2；

（2）在打計數點0~5的過程中，系統動能的增量為=_______J，系統重力勢能的減少量為=_______J.

Answer 1

【答案】 （1）4.80 （2）0.576； 0.588

【解析】（1）兩相鄰點間還有4個點沒有標出，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：

根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上5點時小車的瞬時速度大小．為：v5==240cm/s=2.4m/s
物體的初速度為零，所以動能的增加量為：△Ek=（m1+m2）v52-0=0.576J；
系統重力勢能的減少量:

△EP＝m2ghm1gh==(15050)×10-3×9.8×(38.40+21.60)×10-2=0.588J