Question

【題目】驗證機械能守恒定律的實驗采用重物自由下落的方法:

⑴用公式時對紙帶上起點的要求是____________為此目的，所選擇的紙帶第１、２兩點間距應接近____．

⑵若實驗中所用重錘質量ｍ＝１kg，打點紙帶如下圖所示，打點時間間隔為0.02s,則記錄B點時,重錘的速度＝____，重錘動能＝__．從開始下落起至Ｂ點，重錘的重力勢能減少量是___，因此可以得出的結論是___________________________．

(3)即使在實驗操作規范，數據測量及數據處理很準確的前提下，該實驗求得的ΔEP也一定略______ΔEK(填大于或小于)，這是實驗存在系統誤差的必然結果，該系統誤差產生的主要原因是_______________________________________。

Answer 1

【答案】 紙帶是打第一個點的瞬間開始自由下落的 2mm 0.59m/s 0.174J 0.176J 重力的作用下，物體的動能和勢能相互轉化，但總的機械能守恒 大于 重錘下落時受到空氣阻力以及紙帶受到打點計時器的阻力作用，重錘機械能減小

【解析】（1）用公式時，對紙帶上起點的要求是重錘是從初速度為零開始，

打點計時器的打點頻率為50 Hz，打點周期為0.02 s，重物開始下落后，在第一個打點周期內重物下落的高度所以所選的紙帶最初兩點間的距離接近2mm，；

（2）利用勻變速直線運動的推論

，

重錘的動能：

從開始下落至B點，重錘的重力勢能減少量：．

得出的結論是在誤差允許范圍內，重錘下落過程中動能的增加量等于重力勢能的減少量，重錘下落的機械能守恒；

（3）重錘下落過程要克服阻力做功，所以重力勢能的減少量一定大于動能的增加量，阻力包括空氣阻力和紙帶與打點計時器限位孔間的摩擦阻力。