Question

在用落体法验证机械能守恒定律的实验中：

(1)运用公式=mgh对实验条件的要求是_________ ，为此目的，所选择的纸带1、2两点间的距离应接近_________.

(2)若实验中所用重锤的质量m=1 kg，打点纸带如图5-9-7所示.打点时间间隔为0.02 s，则记录B点时，重锤速度v_b=_________，重锤动能E_k=_________，从开始下落起至B点重锤的重力势能减少量是_________，由此可得出结论是___________________________.

图5-9-7

(3)根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象是图5-9-8中的（    ）

图5-9-8

Answer 1

解析：（1）实验条件：在打第一点时重物的速度为零(或初速度为零).物体自由下落时，在0.02 s之内的位移为h=gt²=×9.8×(0.02)² mm≈2 mm.

(2)v_b= m/s=0.59 m/s，此时重锤的动能为

E_k=mv_b²=×1×(0.59)² J=0.17 J，物体的重力势能减小量为

ΔE_p=mgh=1×9.8×17.6×10^-3 J=0.17 J.结论：机械能守恒定律得以验证.

（3）由机械能守恒定律可知mgh=mv²，即验证机械能守恒定律成立，只需验证v²=gh即可.如以纵坐标，横坐标为h ,则图象应为过原点，且斜率为g的直线.故选C.本题涉及一种新的验证机械能守恒定律的方法，即图象法.以为纵坐标，以h为横坐标，如果-h的图象为一条过原点的直线，并且斜率k=g，则表明机械能守恒.图象法可以更形象、更明了地表示出物理量之间的关系，我们在学习中要熟练掌握这种方法.

答案：（1）在打第一点时重物的速度为零(或初速度为零)      2 mm

（2）0.59 m/s      0.17 J      0.17 J       结论：机械能守恒定律得以验证

（3）C