Question

某实验小组利用如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律．已知重锤质量m=1.00kg，当地的重力加速度g=9.8

某实验小组利用如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律．已知重锤质量m=1.00kg，当地的重力加速度g=9.80m/s2．（1）实验小组选出一条纸带如图2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，打点计时器通以50Hz的交流电．根据以上数据算出：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，根据计算结果可以知道该实验小组在做实验时出现的问题可能是______．（计算结果保留三位有效数字）②在图2所示的纸带基础上，某同学又选取了多个计数点，并测出了各计数点到第一个点O的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以v22为纵轴画出的图线应是图中的______，图线的斜率表示______．

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Answer 1

（1）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△E_p=mgh₂=1×9.80×0.1915J=1.88J．
计数点之间的时间间隔为：T=0.04s；
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的瞬时速度为：
v_B=

(27.86?12.01)×0.01

2×0.04

=1.98m/s
因此重锤动能的增加量为：
△E_k=

1

2

m

v

2 B

=

1

2

×1×（1.98）²=1.96 J；
动能的增加量大于重力势能的减小量原因可能是该实验小组做实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的电键
（2）根据机械能守恒定律有：mgh=

1

2

mv²，v²=2gh，知

1

2

v²与gh成正比，因为该实验是运用了乙图的纸带，可能实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的电键，知测量的h为零，速度不为零．故D正确．图线的斜率等于重力加速度g．
故答案为：①1.88，1.96，该实验小组做实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的电键
②D，重力加速度g