Question

在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量为m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻计数点时间间隔为0.04s），单位为cm，那么：
（1）纸带的

左

端与重物相连（填“左”或“右”）
（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度v_B=

4.25m/s

．
（3）从起点O到打下计数点B的过程中物体重力势能的减少量△E_P=

2.28J

，此过程中物体的动能的增加量△E_k=

2.26J

．（g取9.8m/s²）
（4）通过计算，数值上△E_k

＜

△E_P（填“＞”、“=”、“＜”），这是因为

重物下落过程中受到阻力作用

．

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左端．
（2）利用匀变速直线运动的推论得：v_B=

xAC

2T

=

0.3250-0.1550

0.08

=4.25m/s；
（3）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是：△E_p=mgh=1×9.8×0.2325=2.28J．
此过程中物体动能的增加量是：△E_k=

1

2

mvB2=

1

2

×1×(4.25)2=2.26J
（4）通过计算知数值上△E_K＜△E_P，因为重物下落过程中受到阻力作用，所以重力势能的减少量大于动能的增加量．
故答案为：（1）左；（2）4.25m/s；   （3）2.28J，2.26J   （4）＜；重物下落过程中受到阻力作用

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．