Question

在“验证机械能守恒定律”实验中，
（1）电磁打点计时器与电源相接，图甲中接线正确的是

 

（填“A”或“B”）；
（2）已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，经正确操作后获得的一条纸带如图乙所示，x₁、x₂、x_3…x₇、x₈为各个点迹的坐标，请写出从计数点C到计数点D两点间对应运动过程中重锤m的动能变化量的表达式

 

，势能变化量的表达式

 

；
（3）比较重锤m动能变化量和势能变化量会得出什么结果？产生的原因是什么？

Answer 1

分析：（1）打点计时器使用交流电源．
（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，求出初末位置的动能，从而求出动能的增加量；根据下降的高度，通过功能关系求出重力势能的减小量．
（3）由于摩擦、空气阻力的作用，根据能量守恒判断动能增加量和重力势能减小量的关系．

解答：解：（1）电磁打点计时器使用交流电源，所以图甲中接线正确的是B．
（2）从计数点C到计数点D两点间对应运动过程中，重力势能的减小量为△E_p=mg（x₆-x₁）．
vD=

x7-x5

2T

=

x7-x5

0.04

，vc=

x2-x0

2T

=

x2-x0

0.04

，则动能的增加量△EK=

1

2

m(

x7-x5

0.04

)2-(

x2-x0

0.04

)2．
（3）由于摩擦阻力、空气阻力作用，有内能产生，根据能量守恒定律，动能的增加量小于重力势能的减小量．
故答案为：（1）B，（2）△EK=

1

2

m(

x7-x5

0.04

)2-(

x2-x0

0.04

)2，△E_p=mg（x₆-x₁）．
（3）动能的增加量小于势能的减小量．纸带所受摩擦阻力，空气阻力．

点评：解决本题的关键掌握验证机械能守恒定律的实验原理，以及知道误差形成的原因．