Question

【題目】用如圖甲所示的實驗裝置，驗證m1、m2組成的系統機械能守恒．m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點，每相鄰兩計數點間還有4個打點（圖中未標出），計數點間的距離如圖乙所示．已知m1=50g、m2=150g，取g=9.8m/s2 ， 則（結果均保留兩位有效數字）

①在紙帶上打下記數點5時的速度v=m/s；
②在0～5過程中系統動能的增量△EK=J，系統勢能的減少量△EP=J；由此可以驗證 ．

Answer 1

【答案】①2.4；②0.58，0.59，在誤差允許范圍內，m1、m2組成的系統機械能守恒
【解析】解：①根據在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度，可知打第5個點時的速度為：

v5= = =2.4m/s；②在0～5過程中系統動能的增量△EK= （m1+m2）v52= ×0.2×2.42J=0.58J；

系統重力勢能的減小量等于物體重力做功，故：△EP=W=（m2﹣m1）gx=0.1×9.8（0.216+0.384）=0.59J；

由此可知動能的增加量和勢能的減小量基本相等，因此在誤差允許的范圍內，m1、m2組成的系統機械能守恒．

所以答案是：①2.4；②0.58，0.59，在誤差允許范圍內，m1、m2組成的系統機械能守恒．