Question

在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列物理量中需要用工具測量的有______；通過計算得到的有______．
A．重錘的質量
B．重力加速度
C．重錘下落的高度
D．與重錘下落高度對應的重錘瞬時速度
實驗中，質量m=1.00kg的重物拖著紙帶豎直下落，打點計時器在紙帶上打下一系列的點，如圖所示，相鄰計數點的時間間隔為0.04s，P為紙帶運動的起點，從P點到打下B點過程中物體重力勢能的減少△Ep=______J、在此過程中物體動能的增加量△Ep=______J．由此可得出的結論是______．（已知當地的重力加速度g=9.80m/s²，答案保留三位有效數字）．

Answer 1

（1）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，直接測量的有：用刻度尺測量重錘下落的高度，重錘的質量可以測量也可以不測量．重力加速度與實驗無關．通過計算得到的有與重錘下落高度對應的重錘瞬時速度．
（2）重力勢能減小量△E_p=mgh=1.0×9.8×0.2325J=2.28J．
利用勻變速直線運動的推論v

t

2

=

.

v

v_B=

xAC

tAC

=

24cm

4×0.02s

=3m/s

(32.50-15.50)cm

2×0.04s

=

17

8

m/s
E_kB=

1

2

mv_B²=2.26 J
由于重力勢能的減少量幾乎等于物體動能的增加量
所以在誤差允許范圍內，重物下落的機械能守恒．
故答案為：C，D，2.28J，2.26J，在誤差允許范圍內，重物下落的機械能守恒．