Question

在验证机械能守恒定律的实验中，质量为1kg的重锤自由下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计

在验证机械能守恒定律的实验中，质量为1kg的重锤自由下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源的频率为50Hz，如图所示．纸带上O点为重锤自由下落时纸带打点起点，选取的计数点A、B、C、D依次间隔为一个点，各计数点与O点距离如图示，单位为mm，g=9.8m/s2．则：（1）打点计时器记录B点时，重锤速度vB=______，重锤的动能为EkB=______．（2）从A点下落算起，打点计时器记录B点时，重锤重力势能减少为______．（3）以B点为例，说明你怎样判断重锤下落过程中机械能是否守恒？______．

Answer 1

（1）计数点A、B、C、D依次间隔一个点（图中未画出），所以相邻的计数点的时间间隔是T=0.04s
根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小，因此有：
v_B=

xAC

tAC

=

1.254?0.314

2×0.04

=1.18m/s
E_kB=

1

2

m

v

2 B

=

1

2

×1×（1.18）²=0.696J
（2）从开始下落算起，打点计时器记录B点时，重锤势能减少量为△E_P=mgh=1×9.8×0.0706=0.692J   
（3）由（1）（2）中数据可知重锤动能增加量近似等于重锤势能减少量，即在误差允许的范围内重锤下落过程机械能守恒．
故答案为：（1）1.18，0.696J；
（2）0.692J； 
（3）在误差允许的范围内重锤下落过程机械能守恒．