Question

在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量 m=1.00kg 的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列點．如圖所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O為第一個點，A、B、C 為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點（其他點未畫出）．已知打點計時器每隔 0.02s打一次點，當?shù)氐闹亓�加速�?nbsp;g=9.80m/s²．那么：
（1）紙帶的

左

端（選填“左”或“右”）與重物相連；
（2）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應取圖中O點和

B

點來驗證機械能守恒定律；
（3）從O點到所取點，重物重力勢能減少量△Ep=

1.88

J，動能增加量△E_k=

1.84

J（結(jié)果取 3 位有效數(shù)字） 
（4）實驗的結(jié)論是

在誤差允許的范圍內(nèi)，重物下落機械能守恒

．
（5）實驗中誤差產(chǎn)生的原因有

空氣阻力和紙帶與打點計時器的摩擦阻力

．（寫出兩個原因）

Answer 1

分析：重物下落時做勻加速運動，故紙帶上的點應越來越遠，根據(jù)這個關系判斷那一端連接重物．
驗證機械能守恒時，我們驗證的是減少的重力勢能△E_p=mgh和增加的動能△E_k=

1

2

mv²之間的關系，所以我們要選擇能夠測h和v的數(shù)據(jù)．
根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量；根據(jù)某段時間內(nèi)平均速度等于中間時間的瞬時速度求出B點的瞬時速度，從而求出動能的變化量．

解答：解：（1）重物下落時做勻加速運動，故紙帶上的點應越來越遠，故應該是左端連接重物．
（2）驗證機械能守恒時，我們驗證的是減少的重力勢能△E_p=mgh和增加的動能△E_k=

1

2

mv²之間的關系，所以我們要選擇能夠測h和v的數(shù)據(jù)．故選B點．
（3）減少的重力勢能△Ep=mgh=1×9.8×19.2×10^-2=1.88J
v_B=

XAC

tAC

=

0.2323-0.1555

2×0.02

=1.9325m/s
所以：增加的動能△E_k=

1

2

mv²=1.84J
（4）實驗的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，重物下落機械能守恒．
（5）實驗中誤差產(chǎn)生的原因有空氣阻力和紙帶與打點計時器的摩擦阻力．
故答案為：：（1）左；（2）B；（3）1.88；1.84
（4）在誤差允許的范圍內(nèi)，重物下落機械能守恒
（5）空氣阻力和紙帶與打點計時器的摩擦阻力

點評：解決本題的關鍵掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解加速度和瞬時速度．