Question

某同學用圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，重物質量m=1kg，當地重力加速度大小為g=9.80m/s²．實驗中該同學得到的一條點跡清晰的完整紙帶如圖乙所示，紙帶上的第一個點記為O，另選連續的三個點A、B、C進行測量，圖中給出了這三個點到O點的距離h_A、h_B和h_C的值．回答下列問題（以下計算結果均保留3位有效數字）：

（1）打點計時器打B點時，重物速度的大小v_B=______m/s；
（2）根據以上數據，可知重物由O點運動到B點的過程中，重力勢能的減少量等于______J，動能的增加量等于______J．重力勢能的減少量大于動能的增加量的原因是______．

Answer 1

（1）打點計時器周期為0.02s，B點的速度為：vB=

hAC

2T

=

0.8659-0.7099

2×0.02

m/s=3.90m/s；
（2）重物由O點運動到B點的過程中，重力勢能的減少量為：△E_P=mgh=1×9.8×0.7875=7.70J；
增加的動能為：△Ek=

1

2

mvB=

1

2

×1×3.902=7.61J；
由于有阻力做功，故減少的重力勢能大于增加的動能．
故答案為：
（1）3.90；
（2）7.70J，7.61J；阻力做負功．