Question

有位同學用落體法做“驗證機械能守恒定律”的實驗，他挑選一條第1、2兩點之間的距離最接近2 mm的紙帶進行處理.設第一個點為A，第n個點為B，測量出AB之間的距離為h，因為從開始下落到B點經過打點計時器的時間是(n-1)×0.02 s，所以根據自由落體運動的規律得v_b=gt=0.02g(n-1).如果有mgh=mv_b²，即可認為驗證了機械能守恒定律.這位同學的驗證思路對嗎?

Answer 1

解析：這位同學用v=gt來計算B點通過打點計時器時重物的速度是不妥當的.因為從這個速度公式可以直接推導出機械能守恒的結論，設重物在t時間內的平均速度是，v_b=gt==，v_b²=gh，即mv_b²=mgh.在驗證某一個物理定律的實驗中，用到一個可直接推導出該物理規律(即和該物理定律等價)的公式在邏輯上是不恰當的.根據勻速直線運動某一段時間上的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度這一規律計算各點對應的瞬時速度，沒有用到重力加速度g，所以在比較v²和gh的大小時，不存在邏輯上的問題.