Question

在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.80m/s²．
（1）纸带的

左

端应与重锤相连（填“左”或“右”）．
（2）从起点O到打下点B的过程中，重锤重力势能的减小量为△E_P=

0.47

J，重锤动能的增加量△E _K=

0.46

J．（均取两位有效数字）
（3）通过计算，发现△E_P 与△E _K的数值并不相等，这是因为

重锤下落过程中，受到在空气阻力，纸带受到摩擦力，有一部分重力势能转化为内能

．

Answer 1

分析：（1）根据重锤自由下落，做加速运动，在相等时间内重锤通过的位移增大，进行判断．
（2）重锤重力势能的减小量为△E_P=mgh_OB．利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出B点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能的增加量△E _K=

1

2

m

v

2 B

．
（3）发现△E_P 与△E _K的数值并不相等，是因为存在空气阻力和摩擦力．

解答：解：（1）重锤自由下落，做加速运动，在相等时间内重锤通过的位移增大，可知，纸带的左端应与重锤相连．
（2）从起点O到打下点B的过程中，重锤重力势能的减小量为：
△E_P=mgh_OB=1×9.80×4.80×10^-2J≈0.47J
B点的速度为：
v_B=

x

2T

=

(6.91-3.07)×10-2

2×0.02

m/s=0.96m/s
重锤动能的增加量为：
△E _K=

1

2

m

v

2 B

=

1

2

×1×0.962J≈0.46J
（3）通过计算，发现△E_P 与△E _K的数值并不相等，这是因为重锤下落过程中，受到在空气阻力，纸带受到摩擦力，有一部分重力势能转化为内能．
故答案为：（1）左；（2）0.47，0.46；（3）重锤下落过程中，受到在空气阻力，纸带受到摩擦力，有一部分重力势能转化为内能．

点评：本题考查了验证机械能守恒定律中的数据处理方法，要掌握运用匀变速直线运动的推论求瞬时速度的方法，尤其是误差分析是难点，要学会根据可能产生误差的原因进行分析．