Question

某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时，不慎将一条选择好的纸带的前面部分损坏了，他没出剩下的一段

某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时，不慎将一条选择好的纸带的前面部分损坏了，他没出剩下的一段纸带上每相邻两点间的距离，并标在纸带上，如图所示，已知打点计时器的周期为0.02s，重力加速度为g=9.80m/s2，则：①当重锤质量为mkg，则打点2 时，重锤的动能Ek2=______；打点5时重锤的动能Ek5=______；从打点2 到打点5，重锤动能的改变量△Ek=______．②从点2到点5重锤的重力势能改变量△Ep=______．③实验结论：______．④本实验产生误差的主要原因是：______．

Answer 1

（1）利用匀变速直线运动的推论得：v2＝

x13

2T

＝

(2.80+3.20)×10?2

2×0.02

m/s＝1.50 m/s
重锤的动能：EK2＝

1

2

m

v

2 2

＝1.125J≈1.13mJ
v5＝

x46

2T

＝

(4.00+4.30)×10?2

2×0.02

m/s＝2.08 m/s
重锤的动能：EK5＝

1

2

m

v

2 5

＝2.1632J≈2.16mJ
重锤动能的改变量：△E_K=E_K5-E_K2=1.03mJ
（2）从打下B点到打下E点的过程中重力势能减少量△E_P=mgh=m×9.8×（0.0319+0.0358+0.0397）J=1.05 mJ．
（3）通过计算会发现，数值上△E_P略大于△E_k，由此可以得出结论：在实验误差允许的范围内，物体的机械能守恒．
（4）通过计算会发现，数值上△E_P＞△E_k，这是因为实验中克服阻力做功，损失机械能．
故答案为；①1.13mJ，2.16mJ，1.03mJ； ②1.05mJ；　③在误差范围内机械能是守恒的④实验中克服摩擦阻力做功，使机械能减小．