Question

在某次验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点如图所示，相邻记

在某次验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点如图所示，相邻记数点的时间间隔为0.02s，长度单位是cm，取g=9.8m/s2，求：①打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=______m/s（保留两位有效数字）；②从点O到打下计数点B的过程中，物体重力势能的减少量△Ep=______J，动能的增加量△Ek=______J（保留两位有效数字）；③在实验误差范围内由（2）的结果可得出的结论是：______．④在“验证机械能守恒定律”的实验中，有如下可供选择的实验器材：铁架台，电火花打点计时器，纸带，电源，秒表等．其中不必要的器材是______，在实验数据处理时，得到重锤动能的增量总小于重锤势能的减少量，其原因可能是：______．⑤实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样会导致试验结果mgh______?mv2（填＞、=、＜）

Answer 1

①中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：
v_B=

xAC

2T

=

0.0702?0.0313

2×0.02

=0.97m/s
②从点O到打下计数点B的过程中，物体重力势能减小量△E_P=mgh=1×9.8×0.0486=0.48J
动能的增加量△E_k=

1

2

m

v

2 B

=

1

2

×1×（0.97）²=0.47J；
③在实验误差范围内由（2）的结果可得出的结论是：物体的机械能守恒．
④：“验证机械能守恒定律”的实验即验证重锤减少的重力势能与增加的动能是否相等：mgh=

1

2

mv²
v是利用打点计时器和匀变速直线运动的推论计算得到，△x和h需要用毫米刻度尺测量得到，打点计时器本身是可以计时的仪器，所以不要秒表，
在实验数据处理时，得到重锤动能的增量总小于重锤势能的减少量，其原因可能是：重锤和纸带在下落时要受到的阻力做负功，引起机械能减少．
⑤实验中，纸带通过时受到较大阻力，减小的重力势能除转化为动能，还有因阻力做功，产生内能，则出现mgh＞

1

2

mv2；
故答案为：①0.97；　②0.48，0.47；③物体的机械能守恒；
④秒表，重锤和纸带在下落时要受到的阻力做负功，引起机械能减少；
⑤＞．