Question

在利用重锤自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50 Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量各计数点对应刻度尺上的读数如图5-4-3所示.（图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D、E分别是每打两个点取出的计数点）

图5-4-3

根据纸带要求计算：

（1）若重锤的质量为m，则重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能是多少？

（2）重锤下落到打B点时增加的动能为多大？

（3）从上述数据可得出什么结论？

Answer 1

解析：（1）重锤从开始下落到打B点时减少的重力势能为：

ΔE_p减=mgh=mg=9.8×0.195 0m J=1.911m J.

（2）重锤下落到打B点时的速度为

v_B=(s_AB+s_BC)/2T

=(0.280 5-0.125 0)/(2×0.04) m/s=1.943 8 m/s

    则物体从开始下落到打B点增加的动能为

ΔE_k增=mv_B²/2=(1.943 8)²m/2 J=1.889m J.

（3）在实验误差允许的范围内重锤重力势能的减少量等于其动能的增加量，故重锤机械能守恒.

答案：（1）1.911m  （2）1.889m  （3）见解析（3）