Question

某同學在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，不慎將一條選擇好的紙帶的前面的一部分破壞了，測出剩下的一段紙帶上的各點間的距離如圖所示．已知打點計時器工作頻率為50Hz，重物的質量為1kg，重力加速度g=9.8m/s²．
（1）紙帶的

左

端與重物相連．（填“左”或“右”）
（2）打點計時器打下B、E兩點時的瞬時速度分別為v_B=

1.50

m/s、v_E=

2.08

m/s（均保留三位有效數字）．
（3）從打下B點到打下E點的過程中重力勢能減少量△E_P=

1.05

 J，此過程中重物的動能增量△E_k=

1.04

 J（均保留三位有效數字）．
（4）通過計算會發現，數值上△E_P

＞

△E_k（填“＞”或“=”或“＜”），這是因為

實驗中克服阻力做功，損失機械能

．

Answer 1

分析：驗證機械能守恒定律實驗中，通過紙帶上打點可確定重錘的位置，從而算出由靜止到某點的速度對應的動能與這兩點間的重力勢能的關系，來驗證機械能是否守恒．

解答：解：（1）從紙帶上相鄰的計時點的間距可以看出紙帶的左端速度較小，所以紙帶的左端與重物相連．
（2）利用勻變速直線運動的推論得：
v_B=

XAC

tAC

=1.50 m/s
v_E=

XDF

tDF

=2.08 m/s
（3）從打下B點到打下E點的過程中重力勢能減少量△E_P=mgh=1×9.8×（0.0319+0.0358+0.0397）J=1.05  J．
此過程中重物的動能增量△E_k=

1

2

mv_E²-

1

2

mv_B²=1.04J
（4）通過計算會發現，數值上△E_P＞△E_k，這是因為實驗中克服阻力做功，損失機械能．
故答案為：（1）左   
（2）1.50，2.08　
�。�3）1.05，1.04　
�。�4）＞；實驗中克服阻力做功，損失機械能．

點評：運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規問題．
要注意單位的換算．
要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉化的過程和能量守恒．