Question

【题目】某实验小组在验证机械能守恒定律实验中：

（1）选出一条纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，测得h1=12.01cm，h2=19.15cm，h3=27.86cm．已知重锤质量为0.5kg，打点计时器的工作电流频率为50Hz，当地的重力加速度g＝9.80m/s2．由以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______________J，此时重锤的动能比开始下落时增加了______________ J（计算结果保留两位有效数字）．从计算结果可知，该实验小组在做实验时出现问题的可能原因是______________．

（2）在上图所示的纸带上，某同学又选取多个计数点，测出各计数点到第一个点O的距离h，算出各计数点对应的速度v，并以h为横轴，以为纵轴画出的图线应是如图中的___________．图线的斜率表示___________．

Answer 1

【答案】0.94 0.98 实验时先释放纸带，然后再接通打点计时器的电源 D 重力加速度g

【解析】

(1)[1]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

[2]利用匀变速直线运动的推论

重锤的动能比开始下落时增加了

[3]从以上发现

说明打出的第一个点已经具有了一定的速度，该实验小组在做实验时出现的问题可能原因是实验时先释放纸带，然后再接通打点计时器的电源

(2)[4][5]利用图线处理数据，物体自由下落过程中机械能守恒

即

由于打出的第一个点已经具有了一定的速度，所以h为0时，v已经不为0，所以以为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图乙中D；图线的斜率就等于重力加速度g。