Question

小李同學用如圖1所示的實驗裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗．已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，查得當地重力加速度g=9.80m/s²，測得所用重物的質量為1.00kg．小李同學選用實驗中得到的一條點跡清晰的紙帶，把運動的起始點記作O，另選連續3個點A、B、C作為測量點，且A、B、C各點到O點的距離如圖2所示．根據以上數據，可知重物由O點運動到B點過程中，重力勢能的減少量等于

2.25

J，動能的增加量等于

2.21

J（結果保留3位有效數字）．

Answer 1

分析：紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度．從而求出動能．根據功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數值．

解答：解：重力勢能減小量：△E_p=mgh=1.0×9.8×0.230J=2.25J；
勻變速直線運動中，該過程中的平均速度等于時間中點的瞬時速度，因此有：
vB=

xAC

2T

=

(27.35-18.95)cm

2×0.02s

=2.10m/s
△Ek=

1

2

m

v

2 B

=2.21J
故答案為：2.25，2.21．

點評：運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規問題，要注意單位的換算和有效數字的保留．