Question

15．在“利用自由落體運動驗證機械能守恒定律”的實驗中，得到了一條如圖所示的紙帶（打0點時，速度為零），紙帶上的點記錄了物體在不同時刻的位置．當打點計時器打點5時，物體動能的表達式為E _k=$\frac{1}{2}m（\frac{{s}_{6}-{s}_{4}}{2T}）^{2}$，物體重力勢能減少的表達式為E _p=mgs₅，實驗中是通過比較E_k和E_p是否相等來驗證機械能守恒定律的（設交流電周期為T）．

Answer 1

分析 根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出計數點5的瞬時速度，從而得出動能的表達式，根據下降的高度求出重力勢能的減小量．

解答 解：紙帶上的點記錄了物體在不同時刻的位置．
計數點5的瞬時速度${v}_{5}=\frac{{s}_{6}-{s}_{4}}{2T}$，則動能的表達式${E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{5}}^{2}$=$\frac{1}{2}m（\frac{{s}_{6}-{s}_{4}}{2T}）^{2}$，物體重力勢能減小量E_p=mgs₅，實驗中通過比較E _k和E _p是否相等來驗證機械能守恒．
故答案為：位置，$\frac{1}{2}m（\frac{{s}_{6}-{s}_{4}}{2T}）^{2}$，mgs₅，E _k和E _p是否相等．

點評 解決本題的關鍵掌握紙帶的處理方法，會根據紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量，會根據紙帶下降的高度求解重力勢能的減小量．