Question

在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．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纸带的

 

端（选填“左”或“右”）与重物相连；
②根据图上所得的数据，应取图中O点和

 

点来验证机械能守恒定律；
③从O点到所取点，重物重力势能减少量△E_p=

 

J，动能增加量△E_k=

 

J；（以上两空均要求保留3位有效数字）
④上问中，重物重力势能减少量与动能增加量不相等的原因是

 

．

Answer 1

分析：重物下落时做匀加速运动，故纸带上的点应越来越远，根据这个关系判断那一端连接重物．
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=

1

2

mv²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=

1

2

mv²，v可由从纸带上计算出来．

解答：解：（1）重物下落时做匀加速运动，故纸带上的点应越来越远，故应该是左端连接重物．
（2）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=

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△Ep=mgh=1×9.8×19.2×10^-2=1.88J
v_B=

xAC

tAC

=

(23.23-15.55)×10-2

2×0.02

=1.93m/s
所以：增加的动能△E_k=

1

2

mv²=1.84J
（4）上问中，重物重力势能减少量与动能增加量不相等的原因是纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力．
故答案为：①左
②B
③1.88、1.84
④纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力

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．