Question

在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量为m的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时

在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量为m的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器所打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量就可以验证机械能守恒定律．（1）如图所示，选取纸带打出的五个连续点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为S0，其余如图，使用电源的频率为f（频率为周期的倒数），则打C点时重锺的速度为______，打点计时器在打C点时重锤的动能为______，打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤重力势能的减少量为______．（2）实验中发现重锤减少的重力势能略大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力作用，若已知当地重力加速度的值为g，用（1）小题及题目中给出的已知量表示重锤在下落过程中受到的平均阻力大小为______．

Answer 1

（1）利用匀变速直线运动的推论
v_C=

xAE

tAE

=

s1+s2

4T

=

(s1+s2)f

4

根据动能定义式得：
打C点时重锤的动能为E_kC=

1

2

mv_C²=

1

32

mf²(s1+s2) 2
重锤动能的增加量为△E_K=E_kC-0=

1

32

mf²(s1+s2) 2
重力势能减小量△E_p=mgh=mg（s₀+s₁）
（2）重物下落过程中受重力mg和阻力f，
根据动能定理研究重物从0到C得：
w_合=△E_k   （其中重力做正功，阻力做负功）
mgh-fh=E_kC-0
f=mg-

EKC

h

=mg-

1

32

mf²

(s1+s2)2

s0+s1

故答案为：
（1）

(s1+s2)f

4

，

1

32

mf²(s1+s2) 2，mg（s₀+s₁）
（2）mg-

1

32

mf²

(s1+s2)2

s0+s1