Question

在验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，相邻记数点间的时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s²．求：
（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度v_B=

0.97

m/s（保留两位有效数字）．?
（2）从起点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能减小量△E_P=

0.48

J，动能的增加量△E_k=

0.47

J（保留两位有效数字）．

Answer 1

分析：（1）利用在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小，然后根据动能、势能定义进一步求得动能和势能的变化情况．
（2）动能的增加量：

1

2

mv2，势能的减小量：mgh；由于物体下落过程中存在摩擦阻力，因此动能的增加量小于势能的减小量．

解答：解：（1）中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：
vB=

sAC

0.02×2

=

0.0702-0.0313

0.04

=0.97m/s
（2）物体重力势能减小量△E_P=mgh=1×9.8×0.0486=0.48J
动能的增加量△E_k=

1

2

m

v

2 B

=

1

2

×1×0.972=0.47J
故答案为：（1）0.97
（2）0.48；0.47

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．