Question

【題目】用如圖實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒定律，m2從高處山靜止開始下落，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．下圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點，毎相鄰兩計數(shù)點間還有4個點（圖中未標出）．計數(shù)點間的距離如圖所示．

已知m1=50g、m2=l50g（g取9.8m/s2，交流電的頻率為50Hz，所有結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

（1）在紙帶上打下記數(shù)點1時的速度v1=_____m/s．

（2）在打點0﹣4過程中系統(tǒng)動能的增量△Ek=_____J，系統(tǒng)勢能的減少量△EP=_____J．

Answer 1

【答案】 （1）0.480； （2）0.369； 0.376．

【解析】（1）毎相鄰兩計數(shù)點間還有4個點，因此相鄰計數(shù)點的時間間隔為0.1s；根據(jù)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1個點時的速度為：

v1==0.480m/s

（2）同理，v4==1.92m/s

系統(tǒng)的初速度為零，所以動能的增加量為：△Ek=（m1+m2）v42﹣0=0.369J；

系統(tǒng)重力勢能的減小量等于系統(tǒng)重力做功，即為：

△EP=W=（m2﹣m1）gh=0.1×9.8×（2.4+7.2+12.01+16.79）×10﹣2=0.376J；