Question

验证机械能守恒定律的实验采用重物自由下落的方法：（1）用公式12mv2=mgh时对纸带上起点的要求是______为

验证机械能守恒定律的实验采用重物自由下落的方法：（1）用公式12mv2=mgh时对纸带上起点的要求是______为此目的，所选择的纸带第1，2两点间距应接近______．（2）若试验中所用重锤质量m=1kg，打点纸带的记录如图1所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重锤的速度vB=______，重锤的动能EKB=______．从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量是______，因此可能得出的结论是______．（3）即使在实验操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的△EP也一定略______△Ek（填大于或小于），这是实验存在系统误差的必然结果，该系统误差产生的主要原因是______．（4）根据纸带算出相关各点的速度υ，量出下落的距离h，则以v22为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图2所示图中的______

Answer 1

（1）用公式

1

2

mυ²=mgh来验证机械能守恒定律时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始，
打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm，
h=

1

2

gT²=

1

2

9.8×0.02² m≈2 mm．
（2）利用匀变速直线运动的推论
v_B=

xAC

2T

＝

0.0314?0.0078

0.04

m/s=0.59m/s，
重锤的动能E_KB=

1

2

mv_B²=

1

2

×1×0.592=0.174J
从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量△E_p=mgh=1×10×0.176J=0.176J．
得出的结论是在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
（3）由于物体下落过程中存在摩擦阻力，因此动能的增加量小于势能的减小量，
（4）利用

v2

2

-h图线处理数据，如果mgh=

1

2

mv²那么图线应该是过原点的直线，斜率就等于g．故C正确；
故答案为：（1）初速度为零；2mm；（2）0.59m/s；0.174J；　0.176J；　在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒；（3）大于；物体下落过程中存在摩擦阻力作用；（4）C．