Question

在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量m=1.00㎏的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點．如圖所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點（其他點未畫出）．已知打點計時器每隔0.02 s打一次點，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²．那么：
（1）紙帶的

左

端（選填“左”或“右’）與重物相連；
（2）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點和

B

點來驗證機械能守恒定律；
（3）從O點到所取點，重物重力勢能減少量△E_P=

1.88

J，動能增加量△E_K=

1.84

J；（結(jié)果取3位有效數(shù)字）
（4）實驗的結(jié)論是

在誤差允許的范圍內(nèi)，機械能守恒

．

Answer 1

分析：（1）物體運動速度漸漸變大，故打點間距應(yīng)變大
（2）要求計算出速度值才行，故應(yīng)求得某點的速度，選B點
（3）重物重力勢能減少量為mgh，

1

2

mv²
（4）由數(shù)據(jù)對比得到結(jié)論

解答：解：（1）下落過程為勻加速運動，物體運動速度漸漸變大，故打點間距應(yīng)變大，所以紙帶的左端與重物相連；
（2）要驗證機械能守恒，應(yīng)求得某點的速度才行，由數(shù)據(jù)可得B的速度，故選B點
（3）從O到B的距離：h=19.20cm；B的速度為v=

23.23-15.55

2×0.02

cm/s=1.92m/s
故△EP=mgh=1.00×9.80×19.20×10-2J=1.88J
△Ek=

1

2

mv

2

=

1

2

×1.00×1.922J=1.84J
（4）結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，機械能守恒
答：（1）紙帶的左端與重物相連
（2）選B點
（3）重物重力勢能減少量1.88J，動能增加量1.84J
（4）由數(shù)據(jù)對比可得：△E_P略大于△E_K，由于該實驗存在空氣阻力和紙帶與振針之間的摩擦．考慮誤差因素，結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，機械能守恒

點評：驗證機械能守恒只要驗證mgh=

1

2

m（v2

-v

2 0

），故不用測定質(zhì)量，但要知道高度差和速度值，由于摩擦影響，動能增加量要小于重力勢能減小量