问题 填空题

在验证机械能守恒定律的实验中,质量为m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.在纸带上选取五个相邻计数点A、B、C、D和E,相邻计数点时间间隔为T,如图所示.其中0为重锤开始下落时记录的点,各计数点之间的距离如图7所示,当地重力加速度g.

(1)打点计时器打下计数点B时,重锤下落的速度vB=______,打点计时器打下计数点D时,重锤下落的速度vD=______.

(2)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=______,重锤动能增加量△EK=______.

(3)在误差允许范围内,通过比较______就可以验证重锤下落过程中机械能守恒了.

答案

(1):利用匀变速直线运动的推论

vB=

xAC
tAC
=
s1+s2
2T

vD=

xCE
tCE
=
s3+s4
2T

(2)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=mg(S2+S3) 

△EK=EkD-EkB=

1
2
mvD2-
1
2
mvB2=
m[(S3+S4)2-(S1+S2)2]
8T2

(3)在误差允许范围内,通过比较△EP和△EK大小是否相等就可以验证重锤下落过程中机械能守恒了.

故答案为:(1)

s1+s2
2T
s3+s4
2T

(2)mg(S2+S3),

m[(S3+S4)2-(S1+S2)2]
8T2

(3)△EP和△EK大小是否相等

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