Question

在《验证机械能守恒定律》的实验中，质量m为1.0kg的重物自由下落，带动纸带打出一系列的点，如图所示．相邻计数点间的时间间隔为0.02s，距离单位为cm．
①起始点O到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量为△E_P=

6.85

 J，重锤动能的增加量为△E_K=

6.82

J．（保留三位有效数字）．
②通过计算，发现数值上△E_K小于△E_P，这是因为

空气阻力与探针与纸带间摩擦力

．

Answer 1

分析：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，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．

解答：解：①重力势能减小量△E_p=mgh=9.8×0.6986J=6.85 J．
利用匀变速直线运动的推论vB=

xAC

tAC

=

0.7776-0.6299

2×0.02

m/s=3.6925m/s
Ek=

1

2

m

v

2 B

=

1

2

×1×3.69252≈6.82J．
②通过计算可知动能的增加量小于重力势能的减小量，其原因是物体在下落过程中克服摩擦阻力做功，导致重力势能没有完全转化为动能．
故答案为：①6.85；6.82；②空气阻力与探针与纸带间摩擦力

点评：运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题．
要注意单位的换算和有效数字的保留