Question

“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法：若实验中所使用的重物质量为m=1kg，打点纸带如图所示，数据都从同一点O开始测量，A．B．C为连续的三个点，若以起始点O点为参考点，打点计时间隔为0.02s，则记录B点时，重物的速度v_B=

0.600m/s

，重物的动能为E_K=

0.180J

．从开始下落到B点，重物的重力势能改变量是△E_P=

0.181J

．△E_P

＞

△E_K（填“＞”、“＜”或“=”）误差原因是：

摩擦和空气阻力的原因．

．（本题答案是数据的请保留三位小数，g=10m/s²）

Answer 1

分析：根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的瞬时速度，从而得出动能的大小．根据下降的高度求出重力势能的减小量．比较出重力势能的减小量和动能的增加量的大小关系．

解答：解：重物的速度为：
v_B=

xAC

2T

=

(31.8-7.8)×10-3

0.04

m/s=0.600m/s
重物的动能为：
E_K=

1

2

mvB2=

1

2

×1×0．62=0.180J．
重力势能改变量是：
△E_P=mgx_OB=1×10×0.0181=0.181J
△E_P＞△E_K误差原因是：摩擦和空气阻力的原因．
故答案为：0.600m/s，0.180J，0.181J，＞，摩擦和空气阻力的原因．

点评：解决本题的关键掌握纸带的处理，会通过纸带求解瞬时速度的大小．知道误差形成的原因．