Question

【題目】用如圖a所示的實驗裝置驗證物塊m1、m2組成的系統機械能守恒．m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．如圖b給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點，每相鄰兩計數點間還有4個點（圖中未標出）交變電流的頻率為50Hz，計數點間的距離如圖所示．已知m1=50g、m2=150g，（結果均保留三位有效數字）

（1）在打下第“0”到打下第“2”點的過程中系統動能的增量△Ek="______" J，系統勢能的減少量△Ep=______（取當地的重力加速度g=9．8m/s2）

（2）設在紙帶上打下計數點2時m2物塊所在位置為零勢面，則在紙帶上打下計 數點3時m2的重力勢能為______J；

（3）若某同學作出v2-h圖象如圖c所示，則當地的重力加速度g=______m/s2．

Answer 1

【答案】（1）0．576，0．588；（2）-0．388J； （3）9．70 m/s2．

【解析】試題分析：（1）根據瞬時速度等于平均速度，則有：．

在0～2過程中系統動能的增量△EK=（m1+m2）v22=×0．2×2．42J≈0．576J．

系統重力勢能的減小量為（m2-m1）gx=0．1×9．8×（0．384+0．216）J≈0．588J．

（2）計數點2時m2物塊所在位置為零勢面，計數點3時m2的重力勢能為：EP=-m2gh=-0．15×0．264×10=-0．40J；

（3）根據系統機械能守恒有：（m2-m1）gh=（m1+m2）v2

則

知圖線的斜率

解得g=9．7m/s2．