在用落体法验证机械能守恒定律时,某同学按照正确的操作选得纸带如下.其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点
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解题思路:根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度,从而得出动能的增加量,根据重锤下落的高度求出重力势能的减小量.由于物体下落的过程中不可避免的存在摩擦,因此物体的重力势能不可能完全转化为物体的动能,计算结果总是重力势能的减少量大于动能的增加量.

O到B下降的高度为0.1242m,则重力势能的减小量:△Ep=mgh=m×9.8×0.1242J=1.22mJ.

根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可得B点的瞬时速度为:

vB=

xAC

2T=

(15.70−9.51)cm

2×0.02s≈1.55m/s

动能的增加量为:△Ek=

1

2m×(1.55)2=1.20mJ

由于纸带与打点计时器之间,物体与空气之间不可避免的存在误差,因此物体的重力势能没有全部转化为动能,因此计算结果总是重力势能的减少量大于动能的增加量.

故答案为:1.22m,1.20m,大于,纸带与打点计时器之间有摩擦,有空气阻力.

点评:

本题考点: 验证机械能守恒定律.

考点点评: 纸带问题的处理时力学实验中常见的问题.我们可以纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度,这是纸带法实验中考查的重点.

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