在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,操作时,先通电再放纸带。质量m=2.00㎏的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列点。如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带,O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)。已知打点计时器每隔0.02 s打一次点,当地的重力加速度g=9. 80m/s2 。根据图上所得的数据,应取图中O点和B点来验证机械能守恒定律,则:(结果取3位有效数字)
(1)打B点时,重锤下落的速度为vB= m/s;
(2)从O点到B点,重物重力势能减少量= J;
(3)从O点到B点,重物动能增加量= J;
(4)实验的结论是 。
(1) (2) 3.76J (3)3.69J (4)在误差范围内,重物下落过程中机械能守恒;
【解析】:(1)由中间时刻的瞬时速度公式得:;
(2)根据重力势能公式得:;
(3)根据动能公式可得:;
(4)由(2)和(3)在误差范围内,重物下落过程中机械能守恒;
知识拓展:
1.功与能
(1)区别功是过程量,能量是状态量,只能说处于某一状态的物体(或系统)具有多少能,而不能说这个物体(或系统) 具有多少功;功是能量转化的量度,决不能说“功是能的量度”。功和能是两个不同的概念,不可等同视之。
(2)联系功是能量转化的量度。做功的过程就是能量转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生转化。
2.机械能守恒定律与能量守恒定律的区别
机械能守恒定律反映的是一个系统中只有重力和弹力做功,系统内物体的重力势能、弹性势能与动能可以相互转化.但总的机械能保持不变。能量守恒定律反映的是一个系统有机械能损失。但损失的机械能转变成其他形式的能,总的能量不变。
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