问题 问答题

在《验证机械能守恒定律》的实验中,质量为m=1.00kg的重锤拖着纸带下落,在此过程中,打点计时器在纸带上打出一系列的点.在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和E,如图所示.其中O为重锤开始下落时记录的点,各点到O点的距离分别是31.4mm、49.0mm、70.5mm、95.9mm、124.8mm.当地重力加速度g=9.8m/s2.本实验所用电源的频率f=50Hz.(结果保留三位有数数字)

(1)打点计时器打下点B时,重锤下落的速度vB=______m/s,打点计时器打下点D时,重锤下落的速度vD=______m/s.

(2)从打下点B到打下点D的过程中,重锤重力势能减小量△EP=______J;重锤动能增加量△Ek=______J.

答案

(1):利用匀变速直线运动的推论

vB=

xAC
2T
=
0.0705-0.0314
0.04
=0.978m/s

vD=

xCE
2T
=
0.1248-0.0705
0.04
=1.36m/s

根据重力势能的定义式得出:

从打下计数点B到打下计数点D的过程中,重锤重力势能减小量△EP=mgh=mgxBD=1×9.8×(0.0959-0.049)J=0.460J

△EK=EkD-EkB=

1
2
mvD2-
1
2
mvB2
=0.447J

故答案为:(1)0.978; 1.36;(2)0.460;0.447

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