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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