Question

在驗證機械能守恒定律的實驗中，質量m=200g 的重錘拖著紙帶由靜止開始下落，在下落過程中，打點計時器在紙帶上打出一系列的點．在紙帶上選取三個相鄰計數點A、B和C，相鄰計數點時間間隔為0.100s，O為重錘開始下落時記錄的點，各計數點到O點的距離如圖所示，長度單位是cm，當地重力加速度g為9.80m/s²．



（1）打點計時器打下計數點B時，重錘下落的速度v_B=______m/s（保留三位有效數字）；
（2）從打下計數點O到打下計數點B的過程中，重錘重力勢能減小量△E_p=______J，重錘動能增加量△E_K=______J（保留三位有效數字）；
（3）即使在實驗操作規范，數據測量及數據處理均正確的前提下，該實驗求得的△E_p通常略大于△E_k，這是由于實驗存在系統誤差，該系統誤差產生的主要原因是：______．

Answer 1

（1）B點時AC兩點的中間時刻：vB=

xAC

2T

=

0.5815

0.200

=2.91m/s
（2）重錘重力勢能減小量：△E_p=mgh=0.2×10×0.4368=0.856J
重錘動能增加量△E_K=

1

2

mv2=

1

2

×0.2×2.912=0.847J
（3）減少的重力勢能要大于增加的動能，原因是：在重錘下落過程中系統受到阻力的影響，重錘機械能減�。�（阻力主要是：紙帶與打點計時器之間的摩擦以及空氣阻力）
故答案為：（1）2.91
（2）0.856；0.847
（3）在重錘下落過程中系統受到阻力的影響，重錘機械能減�。�