问题 问答题

在验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点间的时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m/s2.求:

(1)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=______m/s(保留两位有效数字).

(2)从起点O到打下记数点B的过程中,物体重力势能减小量△EP=______J,动能的增加量△Ek=______J(保留两位有效数字).

(3)即使在实验操作规范、数据测量及数据处理很准确的前提下,该实验求得的△Ep也一定略大于△Ek,这是实验存在系统误差的必然结果,试分析该系统误差产生的主要原因______.

答案

(1)根据匀变速直线运动的推论得:

vB=

xAC
2T
=
7.02-3.13
2×0.02
cm/s=0.97m/s.

故答案为:0.97.

(2)重力势能减小量:△Ep=mgh=1×9.8×0.0486J=0.48J;

动能的增加量为:Ek=

1
2
m
v2B
-0=0.47J.

故答案为:0.48,0.47.

(3)由于在物体下落的过程中,不可避免的要克服阻力做功,因此重力势能并没有全部转化为动能,故动能的增量总是要小于重力势能的减小量.

故答案为:重锤下落过程中受到阻力及纸带受到打点计时器的阻力作用,重锤的机械能减小.

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