Question

3．用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，质量m=100g的重物拖动纸带自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图乙所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O 点为打出的第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续的点（其它点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g=9.80m/s²．那么：
（1）根据图上所得的数据，应取图中O点和B点来验证机械能守恒定律；
（2）从O点到所取点，钩码重力势能减少量△E_p=1.88J，动能增加量△E_k=1.84J；（结果取3位有效数字）

Answer 1

分析 验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能△Ep=mgh和增加的动能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²之间的关系，所以我们要选择能够测h和v的数据．
减少的重力势能△Ep=mgh，增加的动能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²，v可由从纸带上计算出来．

解答 解：（1）验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能△Ep=mgh和增加的动能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²之间的关系，所以我们要选择能够测h和v的数据，故选B点．
（3）减少的重力势能为：△Ep=mgh=1×9.8×19.2×10^-2=1.88J
v_B=$\frac{0.2323-0.1555}{2×0.02}$=1.93m/s
所以增加的动能为：△E_k=$\frac{1}{2}$mv²=1.84J
故答案为：（1）B；（2）1.88，1.84

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测数据，如何测量计算，会起到事半功倍的效果．运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题，要注意单位的换算和有效数字的保留．