题目

利用图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）已知打点计时器所用电源的频率为f，重物的质量为m，当地的重加速度为 g。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，把打下的第一个点记作O，在纸带上测量四个连续的点A、B、C、D到O点的距离分别为hA、hB、hC、hD。则重物由O点运动到C点的过程中，计算重力势能减少量的表达式为ΔEp=_______，计算动能增加量的表达式为ΔEk=_______。 （2）由实验数据得到的结果应当是重力势能的减少量_______动能的增加量（选填“大于”、“小于”或“等于”），原因是_______________。 （3）小红利用公式计算重物的速度vc，由此计算重物增加的动能，然后计算此过程中重物减小的重力势能，则结果应当是_______（选填“>”、“<”或“=”）。 答案：    (1). mghc    (2).     (3). 大于    (4). 重物和纸带克服摩擦力和空气阻力做功，有一部分重力势能转化成了内能    (5). = 【解析】（1）重物由O点运动到C点的过程中，重力势能减小量为 在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，则有 所以动能增加量为 （2）结果中，往往会出现重物的重力势能的减小量大于其动能增加量，出现这样结果的主要原因是重物与纸带克服空气与摩擦阻力做功，导致少部分重力势能转化为内能。 （3）若利用公式计算重物的速度vc，则说明重物就是做自由落体运动，重物的机械能守恒，则重物增加的动能，而此过程中重物减小的重力势能，则有。

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