Question

在驗證機械能守恒定律的實驗中，質量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出了一系列的點，如圖所示，相鄰記數點間的時間間隔為0.02s，長度單位是cm，g取9.8m/s²．求：
（1）打點計時器打下計數點B時，物體的速度v_B=

0.97

m/s（保留兩位有效數字）．?
（2）從起點O到打下記數點B的過程中，物體重力勢能減小量△E_P=

0.48

J，動能的增加量△E_k=

0.47

J（保留兩位有效數字）．

Answer 1

分析：（1）利用在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小，然后根據動能、勢能定義進一步求得動能和勢能的變化情況．
（2）動能的增加量：

1

2

mv2，勢能的減小量：mgh；由于物體下落過程中存在摩擦阻力，因此動能的增加量小于勢能的減小量．

解答：解：（1）中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小：
vB=

sAC

0.02×2

=

0.0702-0.0313

0.04

=0.97m/s
（2）物體重力勢能減小量△E_P=mgh=1×9.8×0.0486=0.48J
動能的增加量△E_k=

1

2

m

v

2 B

=

1

2

×1×0.972=0.47J
故答案為：（1）0.97
（2）0.48；0.47

點評：正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發進行分析所需實驗器材、實驗步驟、所測數據等，會起到事半功倍的效果．