Question

某同学利用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律．（1）请指出该同学在实验操作中存在的错误：______．

某同学利用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律．（1）请指出该同学在实验操作中存在的错误：______．（2）若所用交流电的频率为50Hz，该同学经正确操作得到如图2所示的纸带，把第一个点记做O，第一、第二点间的距离约为2mm，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，且 A、B、C、D各点到O点的距离分别为12.29cm、15.55cm、19.20cm、23.23cm．根据以上数据知，从O点到C点，重物的重力势能的减少量等于______J，动能的增加量等于______J．（已知所用重物的质量为1.00kg，当地重力加速度g=9.80m/s2，取三位有效数字）（3）重力势能的减少量______动能的增加量（填“大于”、“等于”、“小于”）的原因是______．

Answer 1

（1）打点计时器不能使用直流电源，应使用交流电源．重物开始释放时应紧靠打点计时器，否则打不到点或打的点太少．
（2）重力势能减小量△E_p=mgh=1.0×9.8×0.1920J=1.88 J．
利用匀变速直线运动的推论
v_B=

xAC

tAC

=

23.23?15.55

2×0.02

×10?2=1.92m/s
E_kB=

1

2

mv_B²=

1

2

×1×（1.92）² J=1.84J；
动能增加量△E_k=E_kB-0=1.84J；
（3）重物重力势能减少量总是大于动能增加量，原因是下落过程中需克服（限位孔对纸带的阻力及空气）阻力做功．
故答案为：（1）打点计时器应该接交流电源，开始时重物应该靠近打点计时器；
（2）1.88，1.84； 
（3）大于，有空气阻力和纸带与限位孔的摩擦存在．