Question

【题目】某实验小组用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。

（1）某同学按照正确操作得到纸带如图2所示，其中O是起始点，M、N、P为从合适位置开始选取的连续点中的三个点，打点频率为50 Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到M、N、P各点的距离，并记录在图中，重物的质量为m=0.1 kg，重力加速度g=9.80 m/s2。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较为简便；

（2）从O点到（1）问中所取的点，重物重力势能的减少量为ΔEp=______________J，其动能的增加量为ΔEk=_____________J（结果保留三位有效数字）；

（3）若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及重物下落的高度x，则以v2为纵轴、x为横轴画出的图象是下图中的________。

Answer 1

【答案】N 0.185 0.184 C

【解析】

（1）验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能ΔEp=mgh和增加的动能ΔEk=mv2之间的关系，因N点能够测出h和v的数据，而M、P两点无法测出v，故选N点；

（2）减少的重力势能为ΔEp=mgh=0.185 J，N点的速度为vN==1.92 m/s，所以增加的动能为ΔEk==0.184 J；

（3）在实验误差允许的范围内可认为mgx=mv2，即v2与x成正比，故图C正确。