Question

利用如图实验装置探究重锤下落过程中重力势能与动能的转化问题．

（1）下右图为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点．分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离 h₁、h₂、h₃…．已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，可得得重锤下落到B点时的速度大小为_________．

（2）取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能E_k和重力势能立坐标系，横轴表示h，纵轴表示E_k和E_p，根据以上数据在下图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ．已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k₁，图线Ⅱ的斜率k₂．重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为_________（用k₁和k₂表示）．

Answer

（1）（2）

【解析】

试题分析：（1）重锤下落到B点时的速度大小为；（2）当重物下落高度为h时，由图像Ⅱ可知，动能的增加量为：k2h；势能减小量为：k1h，则克服阻力做功：（k1-k2）h=fh，则f= k1-k2；由EP=mgh，可知mg=k1，故重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为.

考点：验证机械能守恒定律

【名师定睛】此题考查了验证机械能守恒定律的实验；关键是数据的处理，要搞清实验的原理，弄懂图像的物理意义，尤其是图像的斜率及两个图像的关系；物体克服阻力做功等于机械能的减小量.