Question

13．在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=200g的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点，中间纸带未画出．已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.8m/s²，那么

（1）根据纸带数据求得B点的瞬时速度是1.92m/s．
（2）重物自O由静止下落到B点的过程中，动能增加量为0.37J，重力势能的减少量为0.38J．（结果保留两位有效数字）根据计算所得数据，你认为造成误差的原因可能是：重物与纸带受到阻力作用．

Answer 1

分析 验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能△Ep=mgh和增加的动能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²间的关系，所以我们要选择能够测h和v的数据．
减少的重力势能△Ep=mgh，增加的动能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²，v可由从纸带上计算出来．

解答 解：（1）在匀加速直线运动中，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.2323-0.1555}{2×0.02}$≈1.92m/s；
（2）增加的动能△E_k=$\frac{1}{2}$mv²=$\frac{1}{2}$×0.2×1.92≈0.37J
减少的重力势能△E_p=mgh=0.2×9.8×0.192≈0.38J
重物重力势能减少量与动能增加量不相等的原因是纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力．
故答案为：（1）1.92；（2）0.37；0.38；重物与纸带受到阻力作用．

点评 正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所测数据，如何测量计算，会起到事半功倍的效果．