Question

在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s²，测得所用重物的质量为1.00kg．若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如上图所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），那么：
（1）纸带的

左

（左、右）端与重物相连；
（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度v_B=

0.98

m/s；
（3）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是E_p减=

0.49

 J，此过程中物体动能的增加量E_k增=

0.48

 J；
（4）实验的结论是

在实验误差范围内，机械能守恒

．

Answer 1

分析：纸带随重物一起做加速运动，根据纸带上所打点之间的距离可以判断物块与纸带的那端相连，纸带实验中，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，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．

解答：解：（1）物体做加速运动，由纸带可知，纸带上所打点之间的距离越来越大，这说明物体与纸带的左端相连．
（2）利用匀变速直线运动的推论
v_B=

xAC

2t

=

0.0706-0.0314

0.04

=0.98m/s
（3）重物由B点运动到C点时，重物的重力势能的减少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.0501 J=0.49J．
E_kB=

1

2

mvB2=0.48J
（4）在实验误差范围内，重物的重力势能的减少量等于动能的增加量，所以在实验误差范围内，机械能守恒．
故答案为：（1）左；（2）0.98；（3）0.49；0.48；（4）在实验误差范围内，机械能守恒

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．
要注意单位的换算．
要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒．