Question

14．在“验证机械能守恒定律”的实验中，重物自由下落，纸带上打出一系列的点，如图所示，相邻计数点间的时间间隔为0.02s．
（1）打点计时器打下计数点B时，重物下落的速度v_B=0.978m/s；（计算结果保留三位有效数字）
（2）经过多次测量及计算发现，重物重力势能的减小量△E_p略大于动能的增加量△E_k，这是由于纸带与打点计时器之间存在摩擦等原因造成的，由此得出结论：在实验误差允许范围内，机械能守恒．

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点的速度．通过比较重力势能的减小量和动能的增加量的关系得出实验的结论．

解答 解：（1）B点的速度等于AC段的平均速度，则${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（7.04-3.13）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=0.978m/s．
（2）经过多次测量及计算发现，重物重力势能的减小量△E_p略大于动能的增加量△E_k，这是由于纸带与打点计时器之间存在摩擦等原因造成的，由此得出结论：在实验误差允许范围内，机械能守恒．
故答案为：（1）0.978，（2）机械能守恒．

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．