Question

在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz．查得当地的重力加速度为g=9.80m/s²，某同学选择了一条理想的纸带，测得各计数点到O点对应的长度如图所示．图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点，则重物由O点运动到B点时（重物质量为m）问；
（1）在该实验中不必要的器材是

C

（只需填字母代号）
A．重物    B．纸带    C．天平    D．刻度尺
（2）重力势能减小量为

1.911m

J，动能的增加量是

1.889m

J
（3）根据计算的数据可得出什么结论

在误差允许的范围内，系统的机械能守恒

，产生误差的主要原因是

系统受到阻力

Answer 1

分析：（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，我们验证的是减少的重力势能与增加的动能之间的关系，根据这个实验原理判断需要的实验器材．
（2）减少的重力势能为mgh，增加的动能为

1

2

mv2，代入计算求解．
（3）由于系统受到阻力的原因，所以减少的重力势能有一部分转化为内能，所以会出现减少的重力势能不等于增加的动能的情况．

解答：解：（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，我们验证的是减少的重力势能与增加的动能之间的关系，根据这个实验原理判断需要的实验器材．
A：重物（做自由落体运动的），需要．B：纸带（求解速度和下落位移的），需要．C：天平，我们要验证的是：mgh=

1

2

mv2，m约掉，故不需要天平．D：刻度尺（量位移的），需要．
本题选择不需要的，故选：C
（2）减少的重力势能：△E_p=mgh=19.50×10^-2×9.8=1.911m
B点的速度为：vB=

xAC

2T

A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点，所以T=0.02×2=0.04s
所以：vB=

xAC

2T

=

(28.95-13.40)×10-2

0.08

=1.94375m/s
所以：增加的动能为：△E_K=

1

2

mv2=1.889m
（3）由步骤（2）的数据得：减少的重力势能近似等于增加的动能，故结论为：在误差允许的范围内，系统的机械能守恒
由于系统受到阻力的原因，所以减少的重力势能有一部分转化为内能，所以会出现减少的重力势能不等于增加的动能的情况．
故答案为：（1）C，（2）1.911m；1.889m，（3）在误差允许的范围内，系统的机械能守恒；系统受到阻力

点评：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等，会起到事半功倍的效果．