Question

在驗證機械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量為m＝1.00kg的重錘拖著紙帶下落，在此過程中，打點計時器在紙帶上打出一系列的點．在紙帶上選取五個連續(xù)的點A、B、C、D和E，如圖所示．其中O為重錘開始下落時記錄的點，各點到O點的距離分別是31.4mm、49.0mm、70.5mm、95.9mm、124.8mm.當?shù)刂亓�加速度g＝9.8m/s². 本實驗所用電源的頻率f＝50Hz.
（1）打點計時器打下點B時，重錘下落的速度v_B＝________m/s，打點計時器打下點D時，重錘下落的速度v_D＝          m/s.（結(jié)果保留兩位小數(shù)）
（2）從打下點B到打下點D的過程中，重錘重力勢能減小量ΔE_p=     J，重錘動能增加量ΔE_k=    J. （結(jié)果保留兩位小數(shù)）
（3）在誤差允許范圍內(nèi)，通過比較                就可以驗證重錘下落過程中機械能守恒了．
（4）設重錘在下落過程中受到恒定不變的阻力F，則可根據(jù)本實驗數(shù)據(jù)求得阻力F的表達式為                   
（用題中所給字母m，g，s₁，s₄，f表示）．

Answer 1

（1）0.98m/s； 1.4m/s （2）0.47J；0.50J （3）重錘重力勢能減小量與重錘動能增加量的關(guān)系  （4）

解析試題分析：
（1）

（2）△E_p=mgh=mg（s₂+s₃）=1.00×10×（95.9-49.0）×10^-3=0.46J

（3）在誤差允許范圍內(nèi)，通過比較重力勢能減少和動能增加的大小就可以驗證重錘下落過程中機械能守恒了．
（4）根據(jù)△x=aT²得：s₄-s₁=3aT²，可得：
根據(jù)牛頓第二定律得：mg-F=ma，則得
考點：驗證機械能守恒定律的實驗