题目内容

刘强同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律．按照正确的操作选得纸带如图8所示．其中O是起始点，重锤速度为零，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点．该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图2中（单位cm）．该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知：重锤质量为m，当地的重力加速度g，OB段高度差为h，B点对应的重锤的瞬时速度为v，则在下落过程的OB段，重锤重力势能的减少量表达式为mgh，动能增加量表达式为mv2．
【答案】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，从而得出动能的增加量，根据重锤下落的高度求出重力势能的减小量．
解答：解：重力势能减小量△Ep=mgh．
B点对应的重锤的瞬时速度为v
B点动能EkB=mv2
所以动能增加量是mv2
故答案为：mgh，mv2

点评：纸带问题的处理时力学实验中常见的问题．我们可以纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度．
练习册系列答案
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（2012?东城区模拟）刘强同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律．按照正确的操作选得纸带如图8所示．其中O是起始点，重锤速度为零，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点．该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图2中（单位cm）．该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知：重锤质量为m，当地的重力加速度g，OB段高度差为h，B点对应的重锤的瞬时速度为v，则在下落过程的OB段，重锤重力势能的减少量表达式为mgh，动能增加量表达式为
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mv2．

刘强同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律．按照正确的操作选得纸带如图2所示．其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点．该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图2中(单位cm)．

(1)该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g＝9.8 m/s2，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的瞬时速度，则该段重锤重力势能的减少量为________J，而动能的增加量为________J(均保留3位有效数字，重锤质量用m表示)．

(2)实验中发现重锤的重力势能减少量与动能增加量不等，且动能的增加量________重力势能的减少量(填“大于”、“小于”)，其原因是________．
刘强同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律．按照正确的操作选得纸带如图8所示．其中O是起始点，重锤速度为零，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点．该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图2中（单位cm）．该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知：重锤质量为m，当地的重力加速度g，OB段高度差为h，B点对应的重锤的瞬时速度为v，则在下落过程的OB段，重锤重力势能的减少量表达式为mgh，动能增加量表达式为
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mv2．

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