Question

在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1.00㎏的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)．如圖所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)（其他點(diǎn)未畫出）．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一次點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²．那么：
（1）紙帶的

左

端（選填“左”或“右’）與重物相連；
（2）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)和

B

點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；
（3）從O點(diǎn)到所取點(diǎn)，重物重力勢(shì)能減少量△E_P=

1.88

J，動(dòng)能增加量△E_K=

1.84

J；（結(jié)果取3位有效數(shù)字）
（4）實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是

在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒

．

Answer 1

分析：（1）物體運(yùn)動(dòng)速度漸漸變大，故打點(diǎn)間距應(yīng)變大
（2）要求計(jì)算出速度值才行，故應(yīng)求得某點(diǎn)的速度，選B點(diǎn)
（3）重物重力勢(shì)能減少量為mgh，

1

2

mv²
（4）由數(shù)據(jù)對(duì)比得到結(jié)論

解答：解：（1）下落過程為勻加速運(yùn)動(dòng)，物體運(yùn)動(dòng)速度漸漸變大，故打點(diǎn)間距應(yīng)變大，所以紙帶的左端與重物相連；
（2）要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，應(yīng)求得某點(diǎn)的速度才行，由數(shù)據(jù)可得B的速度，故選B點(diǎn)
（3）從O到B的距離：h=19.20cm；B的速度為v=

23.23-15.55

2×0.02

cm/s=1.92m/s
故△EP=mgh=1.00×9.80×19.20×10-2J=1.88J
△Ek=

1

2

mv

2

=

1

2

×1.00×1.922J=1.84J
（4）結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒
答：（1）紙帶的左端與重物相連
（2）選B點(diǎn)
（3）重物重力勢(shì)能減少量1.88J，動(dòng)能增加量1.84J
（4）由數(shù)據(jù)對(duì)比可得：△E_P略大于△E_K，由于該實(shí)驗(yàn)存在空氣阻力和紙帶與振針之間的摩擦．考慮誤差因素，結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒

點(diǎn)評(píng)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒只要驗(yàn)證mgh=

1

2

m（v2

-v

2 0

），故不用測(cè)定質(zhì)量，但要知道高度差和速度值，由于摩擦影響，動(dòng)能增加量要小于重力勢(shì)能減小量