Question

【题目】在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为打下的第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80m/s2，那么：

（1）根据图上所得的数据，应取图中O点到______点来验证机械能守恒定律。

（2）从O点到（1）问中所取的点，重物重力势能的减少量△Ep=______J，动能增加量△Ek=______J（结果保留三位有效数字）。

（3）测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，若以为纵轴，以h为横轴，画出的图象如图所示，能否仅凭图象形状判断出重物下落过程中机械能守恒。______（填“能”或“不能”）

Answer 1

【答案】B 1.88 1.84 不能

【解析】

（1）[1]．验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能△Ep=mgh和增加的动能△Ek=mv2之间的关系，所以我们要选择能够测h和v的数据。故选B点。

（2）[2][3]．减少的重力势能为：

△Ep=mgh=1×9.8×19.2×10-2=1.88J

B点的速度为：

vB===1.92m/s

所以动能增加量为：

△EK=mv2=×1×1.922=1.84J

（3）[4]．根据机械能守恒可知：mgh=mv2，得出=gh，因此-h图线是一条通过坐标原点的倾斜直线，若要以凭此图象形状判断重物下落过程中能否机械能守恒，不能的，原因是无法知道此图象斜率是否等于重力加速度。