Question

（2008?天津模擬）在用打點(diǎn)計時器驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量m=1.00kg的重物自由下落，打點(diǎn)計時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驗要求的紙帶，O為第一個點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點(diǎn)（其他點(diǎn)未畫出）．已知打點(diǎn)計時器每隔0.02s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)，從O點(diǎn)到B點(diǎn)，重物重力勢能減少量△E_P=

1.88

J，動能增加量△E_K=

1.84

J；（結(jié)果取3位有效數(shù)字）
（3）實驗的結(jié)論是

在誤差范圍內(nèi)，重物下落過程中機(jī)械能守恒

．

Answer 1

分析：紙帶法實驗中，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)動的瞬時速度和加速度，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．

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．
②重力勢能減小量△E_p=mgh=9.8×0.1920J=1.88 J．
利用勻變速直線運(yùn)動的推論：vB=

XAC

tAC

=

23.23-15.55

2×0.02

×10-2=1.92m/s
 EkB=

1

2

m

v

2 B

=

1

2

×1.922J=1.84J．
③通過計算可知動能的增加量略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．所以可以得出結(jié)論：在誤差范圍內(nèi)，重物下落過程中機(jī)械能守恒
故答案為：（1）左  （2）1.88；  1.84  （3）在誤差范圍內(nèi)，重物下落過程中機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評：運(yùn)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驗的常規(guī)問題．