Question

12．（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，当地重力加速度g=9.80m/s²，测得所用重物质量是1.00kg，甲、乙、丙三个学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为0.18cm、0.19cm、0.25cm，可以看出其中一个人在操作上有误，这个人是丙（填“甲”、“乙”或“丙”），错误的原因可能是先放纸带后接通电源导致初速度不为0
（2）选用第二条纸带，量得三个连续点A、B、C到第一点的距离分别是15.55cm、19.20cm和23.23cm，当打点计时器打在B点时，重物重力势能减少量为1.88J，重物的动能是1.84J．（计算结果保留两位小数）

Answer 1

分析 根据自由落体运动的位移公式求出第1、2点间的距离，从而判断出三位同学的操作哪个有错误．阻力越小，加速度越接近重力加速度，验证机械能守恒越合理．

解答 解：（1）若物体做自由落体运动，
则第1、2两点间的距离x=$\frac{1}{2}$gt²=1.96mm，可知丙同学操作错误，
错误原因是先放纸带后接通电源导致初速度不为0．
（2）根据重力势能的定义式得出：
当打点计时器打在B点时，重锤的重力势能的减少量为△E_P=mgh=1.0×9.8×0.1920 J=1.88 J
利用匀变速直线运动的推论
v_B=$\frac{（0.2323-0.1555）m}{2×0.02}$=1.92m/s
根据动能的定义式得出：
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=1.84J
故答案为：（1）丙，先放纸带后接通电源导致初速度不为0；
（2）1.88，1.84

点评 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．
对于验证实验，我们有时也需要从理论知识角度去判断有没有出现大的误差．