Question

在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s），那么：
（1）纸带的

P

（用字母表示）端与重物相连；
（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度v_B=

0.98

m/s；
（3）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△E_P=

0.49

J，此过程中物体动能的增加量△E_k=

0.48

J；（g取9.8m/s²，保留两位小数）
（4）通过计算，数值上△E_P

＞

△E_k（填“＜”、“＞”或“=”），这是因为

有机械能损失

；
（5）实验的结论是：

在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．

．

Answer 1

分析：书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度．从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
该实验的误差主要来源于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在．

解答：解：（1）与重物相连的纸带一端应该先打出点，先打出点的速度较小，从纸带图上可以看出是P点．
（2）利用匀变速直线运动的推论v

t

2

=

.

v

v_B=

xAC

tAC

=

(7.06-3.14)cm

2×0.02s

=0.98m/s
E_kB=

1

2

mv_B²=0.48J
（3）重力势能减小量△E_p=mgh=1×9.8×0.0501J=0.49J．
（4）＞，由于存在摩擦阻力，所以有机械能损失．
（5）由于重力势能减小量略大于动能的增加量，在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
故答案为：（1）P
（2）0.98
（3）0.49，0.48
（4）＞有机械能损失
（5）在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．

点评：纸带问题的处理时力学实验中常见的问题．我们可以纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．