Question

【題目】利用如下圖實驗裝置探究重物下落過程中動能與重力勢能的轉化問題。實驗操作步驟如下：

A．按實驗要求安裝好實驗裝置；

B．使重物靠近打點計時器，接著先接通電源，后放開紙帶，打點計時器在紙帶上打下一系列的點；

C．下面左圖為一條符合實驗要求的紙帶，O點為打點計時器打下的第一點。分別測出若干連續點A、B、C……與O點之間的距離h1、h2、h3……

(1)已知打點計時器的打點周期為T，重物質量為m，重力加速度為g，結合實驗中所測得的h1、h2、h3，可得紙帶從O點下落到B點的過程中，重物增加的動能為____ ，減少的重力勢能為______。

(2)取打下O點時重物的重力勢能為零，計算出該重物下落不同高度h時所對應的動能和重力勢能 ，建立坐標系，橫軸表示h，縱軸表示和，根據測得的數據在圖中繪出圖線I和圖線Ⅱ。已求得圖線I斜率的絕對值為 k1，圖線Ⅱ的斜率的絕對值為k2。則可求出重物和紙帶下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值為 ______（用 k1和k2表示）。

Answer 1

【答案】（1）mgh2 （2）

【解析】試題分析：（1）紙帶從O點下落到B點的過程中，B點的速度為：，重物增加的動能為，減少的重力勢能為mgh2。（2）由能量關系可得：；變形可得：；而，故