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=1.00kg 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(kāi)始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)（其他點(diǎn)未畫(huà)出）．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔 0.02s打一次點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?nbsp;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(lái)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△Ep=

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)，重物下落機(jī)械能守恒

．
（5）實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有

空氣阻力和紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力

．（寫(xiě)出兩個(gè)原因）

Answer 1

分析：重物下落時(shí)做勻加速運(yùn)動(dòng)，故紙帶上的點(diǎn)應(yīng)越來(lái)越遠(yuǎn)，根據(jù)這個(gè)關(guān)系判斷那一端連接重物．
驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，我們驗(yàn)證的是減少的重力勢(shì)能△E_p=mgh和增加的動(dòng)能△E_k=

1

2

mv²之間的關(guān)系，所以我們要選擇能夠測(cè)h和v的數(shù)據(jù)．
根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量；根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)平均速度等于中間時(shí)間的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從而求出動(dòng)能的變化量．

解答：解：（1）重物下落時(shí)做勻加速運(yùn)動(dòng)，故紙帶上的點(diǎn)應(yīng)越來(lái)越遠(yuǎn)，故應(yīng)該是左端連接重物．
（2）驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，我們驗(yàn)證的是減少的重力勢(shì)能△E_p=mgh和增加的動(dòng)能△E_k=

1

2

mv²之間的關(guān)系，所以我們要選擇能夠測(cè)h和v的數(shù)據(jù)．故選B點(diǎn)．
（3）減少的重力勢(shì)能△Ep=mgh=1×9.8×19.2×10^-2=1.88J
v_B=

XAC

tAC

=

0.2323-0.1555

2×0.02

=1.9325m/s
所以：增加的動(dòng)能△E_k=

1

2

mv²=1.84J
（4）實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，重物下落機(jī)械能守恒．
（5）實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有空氣阻力和紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力．
故答案為：：（1）左；（2）B；（3）1.88；1.84
（4）在誤差允許的范圍內(nèi)，重物下落機(jī)械能守恒
（5）空氣阻力和紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦阻力

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理，掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解加速度和瞬時(shí)速度．