Question

在利用電磁打點計時器(電磁打點計時器所用電源頻率為50Hz)“驗證機械能守恒定律”的實驗中：
(1)某同學用如圖甲所示裝置進行實驗，得到如圖乙所示的紙帶，把第一個點(初速度為零)記作O點，測出點O、A間的距離為68.97 cm，點A、C間的距離為15.24 cm，點C、E間的距離為16.76 cm，已知當地重力加速度為9.8m/s²，重錘的質量為m＝1.0 kg，則打點計時器在打O點到C點的這段時間內，重錘動能的增加量為________J，重力勢能的減少量為________J.

圖甲                                   圖乙
(2)利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a＝________m/s².
(3)在實驗中發現，重錘減少的重力勢能總大于重錘增加的動能，其原因主要是因為在重錘帶著紙帶下落的過程中存在著阻力的作用，用題目中給出的已知量求出重錘下落過程中受到的平均阻力大小為________N.

Answer 1

(1)8.00　8.25　(2)9.50　(3)0.30

本題主要考查“驗證機械能守恒定律”這個實驗的基本原理和應用，并且綜合了牛頓第二定律．
(1)C點速度
該過程動能的增加量
ΔE_k＝mv_c²＝×1.0×(4.00)²J＝8.00J
該過程重力勢能的減少量為ΔE_p＝mg·＝1.0×9.8×(68.97＋15.24)×10^－2J＝8.25J
(2)加速度
(3)由牛頓第二定律得mg－F_f＝ma
即F_f＝mg－ma＝0.30N