Question

在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，質(zhì)量為m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖所示（相鄰計數(shù)點時間間隔為0.04s），單位為cm，那么：
（1）紙帶的

左

端與重物相連（填“左”或“右”）
（2）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度v_B=

4.25m/s

．
（3）從起點O到打下計數(shù)點B的過程中物體重力勢能的減少量△E_P=

2.28J

，此過程中物體的動能的增加量△E_k=

2.26J

．（g取9.8m/s²）
（4）通過計算，數(shù)值上△E_k

＜

△E_P（填“＞”、“=”、“＜”），這是因為

重物下落過程中受到阻力作用

．

Answer 1

分析：書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．
紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度．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．
該實驗的誤差主要來源于紙帶和打點計時器的摩擦以及空氣阻力的存在．

解答：解：（1）與重物相連的紙帶一端應(yīng)該先打出點，先打出點的速度較小，從紙帶圖上可以看出是左端．
（2）利用勻變速直線運動的推論得：v_B=

xAC

2T

=

0.3250-0.1550

0.08

=4.25m/s；
（3）從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重力勢能減少量是：△E_p=mgh=1×9.8×0.2325=2.28J．
此過程中物體動能的增加量是：△E_k=

1

2

mvB2=

1

2

×1×(4.25)2=2.26J
（4）通過計算知數(shù)值上△E_K＜△E_P，因為重物下落過程中受到阻力作用，所以重力勢能的減少量大于動能的增加量．
故答案為：（1）左；（2）4.25m/s；   （3）2.28J，2.26J   （4）＜；重物下落過程中受到阻力作用

點評：解決本題的關(guān)鍵掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解加速度和瞬時速度．