Question

在驗證機械能守恒定律的實驗中，實驗小組不慎將一條選擇好的紙帶的前面一部分損壞了，剩下的一部分紙帶上各點間的距離如圖所示的數值，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，重力加速度g=10m/s²；重錘的質量為m=1kg，已知S₁=0.98cm，S₂=1.42cm，S₃=1.78cm，S₄=2.18cm，重錘從B點到C點重力勢能變化量是

-0.142

J，動能變化量是

0.140

J．（結果保留三位有效數字） 實驗過程中產生系統誤差的主要原因是

存在空氣阻力、打點計時器的阻力作用．

． 

Answer 1

分析：根據重力做功求出重力勢能的變化量，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B、C兩點的瞬時速度，從而求出動能的變化量．

解答：解：B到C重力做正功，所以重力勢能的變化量為△Ep=-mgs2=-10×1.42×10-2=-0.142J．
B點的瞬時速度vB=

xAC

2T

=

(0.98+1.42)×10-2

0.04

m/s=0.6m/s．
vC=

xBD

2T

=

(1.42+1.78)×10-2

0.04

m/s=0.8m/s．
則動能的變化量△EK=

1

2

m(vc2-vB2)=0.140J．
重力勢能的減小量略大于動能的增加了，產生誤差的原因是存在空氣阻力、打點計時器的阻力作用．
故答案為：-0.142J　　　 0.140J　　　存在空氣阻力、打點計時器的阻力作用．

點評：解決本題的關鍵知道重力勢能變化量和動能變化量的求法，以及知道誤差形成的原因．