Question

19．在用自由落体运动验证机械能守恒的实验中，重物质量m=1kg，纸带上打出的一部分点如图所示．A、B是我们选取的两个点，M、B、N是连续的三个点（相邻计数点间的时间间隔为0.02s）（本题所有计算结果均保留三位有效数字）

（1）纸带的左端与重物相连．（填“左”或“右”）．
（2）打点计时器打下计数点B时，重物的速度v_B=3.87m/s．
（3）从A点运动到B点的过程中，重力势能减少量△E_P=7.28J，若已经测出A点对应的速度v_B=0.980m/s，则此过程中物体动能的增加量△E_k=7.01J，△E_P略大于△E_k（填“等于”，“略大于”或“略小于”），这是因为重物下落时受到阻力．（g取9.8m/s²）

Answer 1

分析 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：（1）从纸带上可以看出0点为打出来的第一个点，速度为0，重物自由下落，初速度为0，所以应该先打出0点，而与重物相连的纸带在下端，应该先打点．所以纸带的左端应与重物相连．
（2）利用匀变速直线运动的推论
v_B=$\frac{0.8073-0.6518}{2×0.02}$=3.87  m/s
（3）重力势能减小量△E_p=mgh=1×9.8×0.7276J=7.28  J．
△E_k=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$-0=$\frac{1}{2}×1×$（3.87）²=7.01 J，
△E_P略大于△E_k，这是因为
故答案为：
（1）左端     
（2）3.87  
（3）7.28 J；   7.01 J； 略大于； 重物下落时受到阻力．

点评 纸带的处理在高中实验中用到多次，需要牢固的掌握．实验原理是比较减少的重力势能和增加的动能之间的关系，围绕实验原理记忆实验过程和出现误差的原因．