Question

在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出五系列的点，如上图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s），那么：（g取9.8m/s²，结果保留二位有效数字）
（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度v_B=

0.98

m/s；
（2）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△E_P=

0.49

，此过程中物体动能的增加量△E_k=

0.48

；
（3）计算表明：在实验误差允许的范围内

物体增加的动能等于减少的重力势能（或物体的机械能守恒）

．

Answer 1

分析：（1）利用在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小；
（2）然后根据动能、势能定义进一步求得动能和势能的变化情况；
（3）由于物体下落过程中存在摩擦阻力，因此动能的增加量小于势能的减小量，在误差范围内可以认为物体机械能守恒．

解答：解：（1）中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：
vB=

xAC

2T

=0.98m/s
故答案为：0.98．
（2）O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是：△E_P=mgh_OB=0.49J；
因此动能的增量为：△EK=

1

2

m

v

2 B

=0.48J
故答案为：0.49，0.48．
（3）根据计算结果可知，在误差允许范围内物体增加的动能等于减少的重力势能（或物体的机械能守恒）．
故答案为：物体增加的动能等于减少的重力势能（或物体的机械能守恒）．

点评：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等，会起到事半功倍的效果．