Question

在用自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验中，如图所示为实验得到的一条点迹清晰的纸带，把第一个点记做O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点．经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.78cm、70.00cm、77.58cm、85.52cm．根据以上数据重物由O点运动到B点，重力势能的减少量等于

6.86

J，动能的增加量等于

6.84

J．实际结果△Ep

大于

△Ek（填：小于、等于、大于），其原因是

重物下落受到阻力作用，必须克服摩擦力、空气阻力等做功．

．（已知所用重物的质量为1.00kg，当地重力加速度g=9.80m/s²，结果取3位有效数字．）

Answer 1

分析：应用重力做功与重力势能的关系求重物的重力势能的减少量，应用匀变速直线运动的规律，中间时刻的瞬时速度v_B=

xAC

tAC

，再求B的动能，计算比较重物的重力势能减少量与动能的增加，分析误差产生原因．

解答：解：根据重力做功与重力势能的关系得：△E_p=-mgh_OB=-1.00×9.80×0.70=-6.86J，
故重物的重力势能减少量为6.86J
   由匀变速直线运动的规律，中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，
   即v_B=

xAC

tAC

=3.70m/s         
△E_k=

1

2

×1.00×（3.70）²=6.84J 
     比较重力势能的减少量与动能的增加量：△E_P=J6.86＞△E_k=6.84J
    产生误差可能的原因是：重物下落受到阻力作用，必须克服摩擦力、空气阻力等做功．
故答案为：6.86，6.84，大于，重物下落受到阻力作用，必须克服摩擦力、空气阻力等做功．

点评：考查了验证机械能守恒定律的原理，动能、势能的增量计算，分析误差来源．