Question

（1）在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，實驗小組A不慎將一條選擇好的紙帶的前面一部分損壞了，剩下的一部分紙帶上各點間的距離如圖所示的數值，已知打點計時器的周期為T=0.02s，重力加速度g=9.8m/s2；重錘的質量為m，已知S₁=0.98cm，S₂=1.42cm，S₃=1.78cm，則記錄B點時重錘的動能E_KB=

0.180m

J，記錄C點時重錘的動能E_KC=0.32m J；重錘從B點到C點重力勢能變化量是

0.142m

J，動能變化量是

0.140m

J．從而可以得出結論：

在誤差允許的范圍內，機械能守恒

．（計算結果保留3位有效數字）
（2）在驗證機械能守恒定律的實驗中
①自由落下的重錘質量要大一些，這是為了減少

阻力

對實驗的影響．
②實驗中

不要

 測定重錘的質量（ 填“要”或“不要”）．

Answer 1

分析：（1）根據動能和勢能的表達式可以求出動能和勢能的變化量，利用勻變速直線運動中中間時刻的速度等于該過程中的平均速度來求B點或C點的速度大小．
（2）重錘的質量越大體積越小阻力對其的影響就越小，根據機械能守恒的表達式可知，該實驗不需要測量重錘的質量．

解答：解：（1）B點的速度為：vB=

SAC

2T

=

(0.98+1.42)×10-2

0.04

=0.6m/s
B點動能為：EKB=

1

2

m

v

2 B

=0.180m（J）
C點的速度為：vC=

SBD

2T

=

(1.42+1.78)×10-2

0.04

=0.8m/s
C點動能為：EKC=

1

2

m

v

2 C

=0.32m（J）
重錘重力勢能的變化量是：mgh_BC=0.142m（J）
重錘動能的變化量是：△E_K=E_KC-E_KB=0.140m（J）
由于存在摩擦阻力因此重力勢能的減小量略大于動能增加量，在誤差允許內，機械能是守恒的．
故答案為：0.180m，0.142m，0.140m，在誤差允許的范圍內，機械能守恒．
（2）①質量越大，體積越小，阻力對其影響就越小，因此選擇密度大的小球．
故答案為：阻力．
②根據機械能守恒的表達式可知，該實驗不需要測量重錘的質量．
故答案為：不要．

點評：該實驗為驗證性實驗，在所測數據是明確的，比較簡單，做題過程中體會實驗誤差的產生，提高解答實驗問題的能力．