Question

用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验，（1）若实验中所用重物的质量m=1㎏，打点时间间隔为0.02s，打

用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验，（1）若实验中所用重物的质量m=1㎏，打点时间间隔为0.02s，打出的纸带如图所示，O、A、B、C、D为相邻的几点，测的OA=0.18cm、OB=0.76cm、OC=1.71cm、OD=3.04cm，查出当地的重力加速度g=9.80m/s2，则重物在B点时的动能EAB=______ J．从开始下落到B点的过程中，重物的重力势能减少量是______J，由此得出的结论是______．（计算结果保留三位有效数字） （2）根据纸带算出相关各点的速度v量出下落的距离h，以v22为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图中的______，就证明机械能是守恒的，图象的斜率代表的物理量是______．





Answer 1

（1）重物在B点时的速度v_B=

OC?OA

2T

=

1.71?0.18

2×0.02

×10?2m/s=0.382m/s
   重物在B点时的E_KB=

1

2

m

v

2 KB

=0.0729J
   从开始下落到B点的过程中，重物的重力势能减少量△E_P=mg?OB=0.0745J
上两式不等是由于阻力造成的，如果剔除误差，认为两者相等．故得出结论在实验误差允许的范围内，减少的物体重力势能等于其增加的动能，物体自由下落过程中机械能守恒．
    （2）本实验需要验证的方程是 mgh=

1

2

mv2  即

1

2

v2＝gh，

v2

2

-h图象是过原点的直线，故选C
根据数学可知：图象斜率等于重力加速度g．
故本题答案是：（1）0.0729，0.0745，在实验误差允许的范围内，减少的物体重力势能等于其增加的动能，物体自由下落过程中机械能守恒．
              （2）C，重力加速度g．