Question

在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中：
（1）实验中动能的增加量应略

小于

（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能的减少量，其主要原因是

C

．
A．重物下落的实际距离大于测量值     B．重物下落的实际距离小于测量值
C．重物下落受到阻力                 D．重物的实际末速度大于计算值
（2）甲、乙、丙三位同学分别得到A、B、C三条纸带，他们的前两个点间的距离分别是1.0mm、1.9mm、4.0mm．那么应该选用

乙

同学的纸带最为理想，一定存在操作误差的同学是

丙

，可能的错误原因是

先释放重物，后接通电源（或释放纸带初速度不为零等）

．
（3）如图所示，有一条纸带，各点距A点的距离分别为d₁，d₂，d₃，…，各相邻点间的时间间隔为T，当地重力加速度为g．要用它来验证物体从B到G处的机械能是否守恒，则B点的速度表达式为v_B=

vB=

d2

2T

，G点的速度表达式为v_G=

vB=

d2

2T

，若B点和G点的速度v_B、v_G及BG间的距离h均为已知量，则当满足

v

2 G

-

v

2 B

=2gh

时，物体的机械能守恒．

Answer 1

分析：（1）验证机械能守恒定律的实验时，由于空气阻力以及纸带与限位孔之间的摩擦，物体动能的增加量要小于重力势能的减少量．
（2）当物体自由下落时，第一、二两点之间的距离为：h=

1

2

gT2≈2mm，由此可得出正确结果．
（3）根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，可以得出B、G两点的瞬时速度大小，根据功能关系可得出正确表达式．

解答：解：（1）验证机械能守恒定律的实验时，由于空气阻力以及纸带与限位孔之间的摩擦，物体动能的增加量要小于重力势能的减少量，故ABD错误，C正确．
故答案为：小于；C．
（2）当物体自由下落时，第一、二两点之间的距离为：h=

1

2

gT2≈2mm，由此可知乙同学的纸带最为理想，丙同学所得出的纸带，开始两点之间的距离明显大小2mm，着说明他在操作过程中开始打点时，纸带已经具有了速度，可能原因是先释放重物，后接通电源（或释放纸带初速度不为零等）．
故答案为：乙，丙，先释放重物，后接通电源（或释放纸带初速度不为零等）．
（3）根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，得出B、G两点的瞬时速度大小分别为：
vB=

d2

2T

vG=

d7-d5

2T

根据功能关系有：mgh=

1

2

m

v

2 G

-

1

2

m

v

2 B

即有：

v

2 G

-

v

2 B

=2gh．
故答案为：vB=

d2

2T

，vG=

d7-d5

2T

，

v

2 G

-

v

2 B

=2gh．

点评：答实验问题的关键是明确实验原理，熟练应用物理基本规律，因此这点在平时训练中要重点加强．