Question

在驗證“機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器所用電源頻率是50 Hz，用質量為300 g的重錘帶動紙帶自由下落，打點計時器在紙帶上打下一系列的點.實驗中得到一條清晰的紙帶，如圖7-8-7所示，紙帶上O點為第—個點，P為紙帶記錄中的一個點，紙帶旁有一刻度尺，0點與O點對齊.

圖7-8-7

(1)由刻度尺可以測量出重物落到點P時下落的高度是_______.

(2)利用刻度尺測量得到的數據，可以計算出重物通過P點時的動能是_______(取三位有效數字).

Answer 1

(1)50.00 cm  (2)1.44 J

    注意：此題若由mgh_P來計算P點的動能為1.47 J，這一求解P點動能的途徑是錯誤的.因為此實驗是驗證重物下落過程中機械能是守恒的，所以不能按機械能肯定是守恒的來計算.

解析:

(1)讀數時要注意估讀，要按照有效數字的規則來讀數.圖中標度的“50”其單位為cm，要估讀到“mm”的十分位.讀出P點對應下落的高度是50.00 cm.

(2)分別讀出與P點相鄰的兩計數點的數據：44.00 cm，56.40 cm.兩點間的距離Δh=12.40 cm=0.124 0 m.在兩點間運動所用的時間為0.04 s，則重物通過P點時的速度為v_P==3.10 m/s.重物通過P點時的動能為E_k=mv_P²=1.44 J.