Question

【題目】某實驗小組在驗證機械能守恒定律實驗中：

（1）選出一條紙帶如圖所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數點，在計數點A和B、B和C之間還各有一個點，測得h1=12.01cm，h2=19.15cm，h3=27.86cm．已知重錘質量為0.5kg，打點計時器的工作電流頻率為50Hz，當地的重力加速度g＝9.80m/s2．由以上數據算出：當打點計時器打到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了______________J，此時重錘的動能比開始下落時增加了______________ J（計算結果保留兩位有效數字）．從計算結果可知，該實驗小組在做實驗時出現問題的可能原因是______________．

（2）在上圖所示的紙帶上，某同學又選取多個計數點，測出各計數點到第一個點O的距離h，算出各計數點對應的速度v，并以h為橫軸，以為縱軸畫出的圖線應是如圖中的___________．圖線的斜率表示___________．

Answer 1

【答案】0.94 0.98 實驗時先釋放紙帶，然后再接通打點計時器的電源 D 重力加速度g

【解析】

(1)[1]根據重力勢能的定義式得出，當打點計時器打在B點時，重錘的重力勢能的減少量為

[2]利用勻變速直線運動的推論

重錘的動能比開始下落時增加了

[3]從以上發(fā)現

說明打出的第一個點已經具有了一定的速度，該實驗小組在做實驗時出現的問題可能原因是實驗時先釋放紙帶，然后再接通打點計時器的電源

(2)[4][5]利用圖線處理數據，物體自由下落過程中機械能守恒

即

由于打出的第一個點已經具有了一定的速度，所以h為0時，v已經不為0，所以以為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應是圖乙中D；圖線的斜率就等于重力加速度g。