Question

在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1.00㎏的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02 s打一次点，当地的重力加速度g=9.80m/s²．那么：
（1）纸带的

左

端（选填“左”或“右’）与重物相连；
（2）根据图上所得的数据，应取图中O点和

B

点来验证机械能守恒定律；
（3）从O点到所取点，重物重力势能减少量△E_P=

1.88

J，动能增加量△E_K=

1.84

J；（结果取3位有效数字）
（4）实验的结论是

在误差允许的范围内，机械能守恒

．

Answer 1

分析：（1）物体运动速度渐渐变大，故打点间距应变大
（2）要求计算出速度值才行，故应求得某点的速度，选B点
（3）重物重力势能减少量为mgh，

1

2

mv²
（4）由数据对比得到结论

解答：解：（1）下落过程为匀加速运动，物体运动速度渐渐变大，故打点间距应变大，所以纸带的左端与重物相连；
（2）要验证机械能守恒，应求得某点的速度才行，由数据可得B的速度，故选B点
（3）从O到B的距离：h=19.20cm；B的速度为v=

23.23-15.55

2×0.02

cm/s=1.92m/s
故△EP=mgh=1.00×9.80×19.20×10-2J=1.88J
△Ek=

1

2

mv

2

=

1

2

×1.00×1.922J=1.84J
（4）结论是：在误差允许的范围内，机械能守恒
答：（1）纸带的左端与重物相连
（2）选B点
（3）重物重力势能减少量1.88J，动能增加量1.84J
（4）由数据对比可得：△E_P略大于△E_K，由于该实验存在空气阻力和纸带与振针之间的摩擦．考虑误差因素，结论是：在误差允许的范围内，机械能守恒

点评：验证机械能守恒只要验证mgh=

1

2

m（v2

-v

2 0

），故不用测定质量，但要知道高度差和速度值，由于摩擦影响，动能增加量要小于重力势能减小量