Question

在“验证机械能守恒定律”的实验中，如果纸带上前面几点比较密集，不够清楚，可舍去前面比较密集的点，在后面取一段打点比较清楚的纸带，同样可以验证．如图所示，取O点为起始点，各点的间距已量出并标注在纸带上，所用交流电的频率为50Hz，g取10m/s²，重锤的质量为m（设m=1kg），
（1）打A点时，重锤下落的速度为v_A=______，重锤的动能E_kA=______；
（2）打F点时，重锤下落的速度为v_F=______，重锤的动能E_kF=______；
（3）从打点计时器打下A点开始到打下F点的过程中，重锤重力势能的减少量△E_P=______，动能的增加量为△E_k=______；
（4）根据纸带提供的数据计算，在误差允许的范围内，重锤从打点计时器打A开始到打出F点的过程中，得到的结论是______．

Answer

（1）由OB间距离和时间T=0.02S，求出OB段平均速度，即为A点的瞬时速度，动能由EKA=求解．
（2）由EG间距离和时间，求出EG段平均速度，即为F点的瞬时速度，动能由EKF=求解．
（3）从A点开始到打下F点的过程中，重锤重力势能的减少量△EP=mg•AF，动能的增加量为△Ek=EKF-EKA．
（4）根据计算结果分析得出结论．
【解析】
（1）A点的瞬时速度等于OB段的平均速度，则打A点时重锤下落的速度为vA==1.30m/s，重锤的动能EKA==0.845J；
    （2）F点的瞬时速度等于EG段的平均速度，则打F点时，重锤下落的速度为vF==2.28m/s，重锤的动能EKF==2.60J；
    （3）从打点计时器打下A点开始到打下F点的过程中，重锤重力势能的减少量△EP═mg•AF=1.781J，动能的增加量为△Ek=EKF-EKA=1.755J．
    （4）重锤动能的增加量略小于重力势能的减少量，是由于阻力存在的缘故，若剔除误差，认为在实验误差允许的范围内，△Ep=△Ek，即机械能守恒．
故本题答案是：（1）1.30m/s；0.845J；
              （2）2.28m/s；2.60J；
              （3）1.781J；1.755J；
              （4）△Ep=△Ek，即重锤下落过程机械能守恒．