Question

在“验证机械能守恒定律”这一学生实验中，质量为1kg的重物自由下落，打出的纸带如图所示，其中O为打出的

在“验证机械能守恒定律”这一学生实验中，质量为1kg的重物自由下落，打出的纸带如图所示，其中O为打出的第一个点．已知交流电源频率为50Hz，长度单位为cm，取g=9.8m/s2．试问：（1）打点计时器打下点e时，重物的速度大小为______m/s．（2）从起点O到打下e点时的过程中，重物的重力势能减少△EP=______J，相应的动能增加量△EK=______J，由此而得出的实验结论为______．（保留两位有效数字）

Answer 1

（1）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出e点速度为：
ve＝

xdf

2T

＝

(7.06?3.14)×10?2m

2×0.02s

＝0.98m/s
（2）重力势能减小量等于：△E_p=mgh=1×9.8×0.0501=0.49J．
动能增加量△E_K=

1

2

m

v

2 e

＝

1

2

×1×(0.98)2J＝0.48J
由计算结果可知由于重力势能减小量略大于动能的增加量，在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
故答案为：（1）0.98，（2）0.49，0.48，在误差允许范围内，重物下落的过程中机械能守恒．