Question

在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz．某同学选择了一条理想的纸带，

在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz．某同学选择了一条理想的纸带，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点，用刻度尺量出各计数点到O点的距离如图所示．当纸带打到B点时，根据上述数据可求得：（已知重物质量为m，查得当地的重力加速度为g=9.80m/s2）（1）重物的重力势能减小量为______J（2）重物的动能增加量为______J（3）根据计算的数据可得出什么结论______．

Answer 1

（1）重力势能的减小量为：△E_P=mgh_OB=1.91m（J）
（2）计数点之间的时间间隔为：T=0.04s．
根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，求出B点速度为：
vB＝

sAC

2T

＝

(28.95?13.40)×10?2m

2×0.04s

＝1.94m/s
则物体的动能为：
△Ek＝

1

2

m

v

2 B

＝

1

2

×m×(1.94)2J＝1.88mJ
（2）重锤减小的重力势能略大于其增加的动能，其原因是重锤在下落时要受到阻力作用（对纸带的摩擦力、空气阻力），必须克服阻力做功，减小的重力势能等于增加的动能加上克服阻力所做的功，因此在允许的范围内，重锤减小的重力势能等于其动能的增加，验证了机械能守恒定律．
故答案为：（1）1.91m，（2）1.88m，（3）在误差允许的范围内机械能守恒．