Question

如图所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用的交流电的频率为50Hz，查得当地的重力

如图所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用的交流电的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示．把第一个点记做O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点．经测得知道A、B、C、D各点到O点的距离为62.99cm、70.14cm、77.76cm、85.37cm．根据以上数据可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于______J；C点的速度为______m/s；动能的增加量为______J；（计算结果保留三位有效数字）；但实验中总存在重力势能的减少量______动能的增加量（填小于、等于、大于），其原因是______．由此得出结论，物体的机械能______（守恒、不守恒）．

Answer 1

重物由O点运动到C点，重力势能的减小量△E_p=mgh=1×9.8×0.7776J=7.62J．
在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：
v_C=

0.8537?0.7014

2×0.02

=3.89m/s，
则动能的增加量△E_k=

1

2

m

v

2 C

=

1

2

×1×（3.89）²J=7.22J．
但实验中总存在重力势能的减少量大于动能的增加量，其原因是重物和纸带下落时，除受重力作用，还受到摩擦力、空气阻力等作用．
由于重力势能的减少量略大于动能的增加量，由此得出结论，在误差允许的范围内，物体的机械能守恒．
故答案为：7.62；3.89；7.22；大于；重物和纸带下落时，除受重力作用，还受到摩擦力、空气阻力等作用；守恒