Question

【题目】利用自由落体运动来验证机械能守恒定律的实验：
若已知打点计时器的电源频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.8m/s2 ， 重物质量为mkg，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，其中0为第一个点，A、B、C为另外3个连续点，根据图中数据可知，重物由0点运动到B点，重力势能减少量△EP=J；动能增加量△Ek=J，产生误差的主要原因是 ． （图中长度单位：cm）

Answer 1

【答案】（1）7.62m；7.56m；纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力
【解析】解：重物由O点运动到B点时，重物的重力势能的减少量△Ep=mgh=m×9.8×0.7776J=7.62mJ．

利用匀变速直线运动的推论

vC= ，

则△Ek= mvC2=

重物动能的增加量略小于重物重力势能的减少量的主要原因是纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力．

故答案为：（1）7.62m；7.56m；纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力

纸带实验中，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．由于纸带通过时受到较大的阻力和重锤受到的空气阻力，重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能，所以重力势能的减小量明显大于动能的增加量．