Question

【題目】利用圖甲所示的裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗。

（1）已知打點計時器所用電源的頻率為f，重物的質量為m，當地的重加速度為 g。實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖乙所示，把打下的第一個點記作O，在紙帶上測量四個連續的點A、B、C、D到O點的距離分別為hA、hB、hC、hD。則重物由O點運動到C點的過程中，計算重力勢能減少量的表達式為ΔEp=_______，計算動能增加量的表達式為ΔEk=_______。

（2）由實驗數據得到的結果應當是重力勢能的減少量_______動能的增加量（選填“大于”、“小于”或“等于”），原因是_______________。

（3）小紅利用公式計算重物的速度vc，由此計算重物增加的動能，然后計算此過程中重物減小的重力勢能，則結果應當是_______（選填“>”、“<”或“=”）。

Answer 1

【答案】mghc 大于 重物和紙帶克服摩擦力和空氣阻力做功，有一部分重力勢能轉化成了內能 =

【解析】

（1）[1]重物由O點運動到C點的過程中，重力勢能減小量為

[2]在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，則有

所以動能增加量為

（2）[3][4]結果中，往往會出現重物的重力勢能的減小量大于其動能增加量，出現這樣結果的主要原因是重物與紙帶克服空氣與摩擦阻力做功，導致少部分重力勢能轉化為內能。

（3）[5]若利用公式計算重物的速度vc，則說明重物就是做自由落體運動，重物的機械能守恒，則重物增加的動能，而此過程中重物減小的重力勢能，則有。