Question

在用自由落體運動做“驗證機械能守恒定律”實驗中，如圖所示為實驗得到的一條點跡清晰的紙帶，把第一個點記做O，另選連續的4個點A、B、C、D作為測量的點．經測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.78cm、70.00cm、77.58cm、85.52cm．根據以上數據重物由O點運動到B點，重力勢能的減少量等于

6.86

J，動能的增加量等于

6.84

J．實際結果△Ep

大于

△Ek（填：小于、等于、大于），其原因是

重物下落受到阻力作用，必須克服摩擦力、空氣阻力等做功．

．（已知所用重物的質量為1.00kg，當地重力加速度g=9.80m/s²，結果取3位有效數字．）

Answer 1

分析：應用重力做功與重力勢能的關系求重物的重力勢能的減少量，應用勻變速直線運動的規律，中間時刻的瞬時速度v_B=

xAC

tAC

，再求B的動能，計算比較重物的重力勢能減少量與動能的增加，分析誤差產生原因．

解答：解：根據重力做功與重力勢能的關系得：△E_p=-mgh_OB=-1.00×9.80×0.70=-6.86J，
故重物的重力勢能減少量為6.86J
   由勻變速直線運動的規律，中間時刻的瞬時速度等于該段時間內的平均速度，
   即v_B=

xAC

tAC

=3.70m/s         
△E_k=

1

2

×1.00×（3.70）²=6.84J 
     比較重力勢能的減少量與動能的增加量：△E_P=J6.86＞△E_k=6.84J
    產生誤差可能的原因是：重物下落受到阻力作用，必須克服摩擦力、空氣阻力等做功．
故答案為：6.86，6.84，大于，重物下落受到阻力作用，必須克服摩擦力、空氣阻力等做功．

點評：考查了驗證機械能守恒定律的原理，動能、勢能的增量計算，分析誤差來源．