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得的一條紙帶：0是打下的第1個點，每相鄰兩計數點間還有4個點(圖中未標出)，計數點間的距離如圖乙所示．已知m1=50 g，m2=150 g，g取9.8 m/s2，所有結果均保留3位有效數字，則

(1)在紙帶上打下計數點5時的速度v5=_____m/s；

(2)在打點0～5過程中系統動能的增量ΔEk=_____J，系統勢能的減少量ΔEp=_____J；

(3)若某同學作出的圖象如圖丙所示，則當地的實際重力加速度g=_____m/s2.

Answer 1

【答案】 2.40 0.576 0.588 9.70

【解析】試題分析：根據物體的初末動能大小可以求出動能的增加量，根據物體重力做功和重力勢能之間的關系可以求出系統重力勢能的減小量，比較動能增加量和重力勢能減小量之間的關系可以得出機械能是否守恒；根據圖象的物理意義可知，圖象的斜率大小等于物體的重力加速度大小．

（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；

（2）物體的初速度為零，所以動能的增加量為： ；
重力勢能的減小量等于物體重力做功，故

（3）本題中根據機械能守恒可知， ，即有： ，所以出圖象中圖象的斜率表示重力加速度，由圖可知，斜率k=9.7，故當地的實際重力加速度．