Question

在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m為1.00kg的重物自由下落，帶動紙帶打出一系列的點(diǎn)，如圖所示．相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.02s，距離單位為cm．

（1）紙帶的

左（或0）

端與重物相連；
（2）打點(diǎn)計時器打下計數(shù)點(diǎn)B時，物體的速度v_B=

0.98

m/s；
（3）從起點(diǎn)O到打下計數(shù)點(diǎn)B的過程中物體的動能增加量△E_K=

0.48

J，勢能減少量△E_P=

0.49

J（g=9.80m/s²）；
（4）通過計算，數(shù)值上△E_K

小于

△E_P（填“大于”，“等于”或“小于”），這是因?yàn)?!--BA-->

重物下落要克服阻力做功消耗重力勢能

；
（5）實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是

在誤差范圍內(nèi)，重物自由下落機(jī)械能守恒

．

Answer 1

分析：紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算出打出某點(diǎn)時紙帶運(yùn)動的瞬時速度，從而求出動能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值，求出重力勢能的減小量，然后根據(jù)計算結(jié)果判定在誤差范圍內(nèi)機(jī)械能是否守恒．

解答：解：（1）從紙帶上可以看出0點(diǎn)為打出來的第一個點(diǎn)，速度為0，重物自由下落，初速度為0，所以應(yīng)該先打出0點(diǎn)，而與重物相連的紙帶在下端，應(yīng)該先打點(diǎn)．所以紙帶的左端應(yīng)與重物相連．
故答案為：左（或0）．
（2）根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度有：
vB=

xAC

2T

=

xOC-xOA

2T

=

7.06cm-3.14cm

2×0.02s

=0.98m/s
故答案為：0.98．
（3）動能的增量為：△Ek=

1

2

m

v

2 B

-0=0.48J
重力勢能減小量△E_p=mgh=9.8×0.0501m J=0.49J．
故答案為：0.48，0.49．
（4）通過計算可知動能的增加量小于重力勢能的減小量，其原因是物體在下落過程中克服摩擦阻力做功，導(dǎo)致重力勢能沒有完全轉(zhuǎn)化為動能．
故答案為：小于，重物下落要克服阻力做功消耗重力勢能．
（5）根據(jù)計算結(jié)果可知，在誤差范圍內(nèi)，物體的機(jī)械能守恒．
故答案為：在誤差范圍內(nèi)，重物自由下落機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評：用運(yùn)動學(xué)公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問題，要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．