Question

在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量 m=1.00kg 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 0.02s打一次点，当地的重力加速度 g=9.80m/s²．那么：
（1）纸带的

左

端（选填“左”或“右”）与重物相连；
（2）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；
（3）从O点到所取点，重物重力势能减少量△Ep=

1.88

J，动能增加量△E_k=

1.84

J（结果取 3 位有效数字） 
（4）实验的结论是

在误差允许的范围内，重物下落机械能守恒

．
（5）实验中误差产生的原因有

空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力

．（写出两个原因）

Answer 1

分析：重物下落时做匀加速运动，故纸带上的点应越来越远，根据这个关系判断那一端连接重物．
验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能△E_p=mgh和增加的动能△E_k=

1

2

mv²之间的关系，所以我们要选择能够测h和v的数据．
根据下降的高度求出重力势能的减小量；根据某段时间内平均速度等于中间时间的瞬时速度求出B点的瞬时速度，从而求出动能的变化量．

解答：解：（1）重物下落时做匀加速运动，故纸带上的点应越来越远，故应该是左端连接重物．
（2）验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能△E_p=mgh和增加的动能△E_k=

1

2

mv²之间的关系，所以我们要选择能够测h和v的数据．故选B点．
（3）减少的重力势能△Ep=mgh=1×9.8×19.2×10^-2=1.88J
v_B=

XAC

tAC

=

0.2323-0.1555

2×0.02

=1.9325m/s
所以：增加的动能△E_k=

1

2

mv²=1.84J
（4）实验的结论是在误差允许的范围内，重物下落机械能守恒．
（5）实验中误差产生的原因有空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力．
故答案为：：（1）左；（2）B；（3）1.88；1.84
（4）在误差允许的范围内，重物下落机械能守恒
（5）空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力

点评：解决本题的关键掌握验证机械能守恒定律的实验原理，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解加速度和瞬时速度．