Question

【题目】验证机械能守恒定律的实验采用重物自由下落的方法:

⑴用公式时对纸带上起点的要求是____________为此目的，所选择的纸带第１、２两点间距应接近____．

⑵若实验中所用重锤质量ｍ＝１kg，打点纸带如下图所示，打点时间间隔为0.02s,则记录B点时,重锤的速度＝____，重锤动能＝__．从开始下落起至Ｂ点，重锤的重力势能减少量是___，因此可以得出的结论是___________________________．

(3)即使在实验操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的ΔEP也一定略______ΔEK(填大于或小于)，这是实验存在系统误差的必然结果，该系统误差产生的主要原因是_______________________________________。

Answer 1

【答案】 纸带是打第一个点的瞬间开始自由下落的 2mm 0.59m/s 0.174J 0.176J 重力的作用下，物体的动能和势能相互转化，但总的机械能守恒 大于 重锤下落时受到空气阻力以及纸带受到打点计时器的阻力作用，重锤机械能减小

【解析】（1）用公式时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始，

打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm，；

（2）利用匀变速直线运动的推论

，

重锤的动能：

从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量：．

得出的结论是在误差允许范围内，重锤下落过程中动能的增加量等于重力势能的减少量，重锤下落的机械能守恒；

（3）重锤下落过程要克服阻力做功，所以重力势能的减少量一定大于动能的增加量，阻力包括空气阻力和纸带与打点计时器限位孔间的摩擦阻力。