Question

某实验小组在用打点计时器做“验证重物自由下落过程中机械能守恒”的实验时，获得了如图所示的一条纸带，其中O为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，测得OA=20.91cm；OB=25.50cm；OC=30.51cm．已知重物质量为100g，实验室的交流电频率50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s²，由此计算，当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了

0.25

 J；而动能增加了

0.29

J（保留两位有效数字）．由计算结果可知，误差是很不正常的，若纸带的测量没有问题，那么该实验小组在做实验时出现的问题可能是

打o点时重物已经有了速度

．

Answer 1

分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．

解答：解：重力势能减小量△E_p=mgh=0.1×9.8×0.2550J=0.25J．
利用匀变速直线运动的推论
v_B=

xAC

tAC

=

(0.3051-0.2091)m

2×0.02S

=2.4m/s
E_kB=

1

2

mv_B²=0.29J
从数据上发现，B点的动能明显大于打到B点时重物的重力势减小量．
若纸带的测量没有问题，那么该实验小组在做实验时出现的问题可能是打o点时重物已经有了速度，也就是说o点不是打出来的第一个点．
故答案为：0.25；  0.29； 打o点时重物已经有了速度．

点评：运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题．
关于打出来的第一个点是不是起始点，我们可以选最初两点间的距离接近2 mm的纸带的第一个点就是起始点．