Question

12．在用落體法驗證機械能守恒定律時，某同學按照正確的操作選得紙帶如圖，其中O是起始點，A、B、C是打點計時器連續打下的3個點．該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離，并記錄在圖中（單位cm）．該同學用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒定律，已知當地的重力加速度g=9.80m/s²．他用AC段的平均速度作為跟B點對應的物體的瞬時速度，則該段重錘重力勢能的減少量為1.22mJ，而動能的增加量為1.20mJ，（均保留3位有效數字，重錘質量用m表示）．

Answer 1

分析 根據重力勢能和重力做功之間的關系，可以求出重力勢能的減小量，根據初末速度的大小可以求出動能的增加量；重物帶動紙帶下落過程中，除了重力還受到較大的阻力，從能量轉化的角度，由于阻力做功，重力勢能減小除了轉化給了動能還有一部分轉化給摩擦產生的內能．

解答 解：重力勢能的減小量等于重力做功，故有：△E_P=mgh_OB=m×9.80×0.1242=1.22m J；
根據勻變速直線運動規律，B點的速度為：v_B=$\frac{0.1570-0.0951}{2×0.02}$=1.55m/s，
所以動能的增量為：△E_k=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}×m×$（1.55）²=1.20mJ
故答案為：1.22m，1.20m．

點評 熟練應用運動學規律處理問題，要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉化的過程和能量守恒，明確功能關系．