Question

【題目】用如圖a所示的實驗裝置驗證物塊m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)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(diǎn)，對紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量，即可驗證機(jī)械能守恒定律．如圖b給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點(diǎn)，每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）交變電流的頻率為50Hz，計數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．已知m1=50g、m2=150g，（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

（1）在打下第“0”到打下第“2”點(diǎn)的過程中系統(tǒng)動能的增量△Ek="______" J，系統(tǒng)勢能的減少量△Ep=______（取當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>g=9．8m/s2）

（2）設(shè)在紙帶上打下計數(shù)點(diǎn)2時m2物塊所在位置為零勢面，則在紙帶上打下計 數(shù)點(diǎn)3時m2的重力勢能為______J；

（3）若某同學(xué)作出v2-h圖象如圖c所示，則當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>g=______m/s2．

Answer 1

【答案】（1）0．576，0．588；（2）-0．388J； （3）9．70 m/s2．

【解析】試題分析：（1）根據(jù)瞬時速度等于平均速度，則有：．

在0～2過程中系統(tǒng)動能的增量△EK=（m1+m2）v22=×0．2×2．42J≈0．576J．

系統(tǒng)重力勢能的減小量為（m2-m1）gx=0．1×9．8×（0．384+0．216）J≈0．588J．

（2）計數(shù)點(diǎn)2時m2物塊所在位置為零勢面，計數(shù)點(diǎn)3時m2的重力勢能為：EP=-m2gh=-0．15×0．264×10=-0．40J；

（3）根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒有：（m2-m1）gh=（m1+m2）v2

則

知圖線的斜率

解得g=9．7m/s2．