Question

（1）在做“验证机械能守恒定律”的实验时，实验小组A不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了，剩下的一部分纸带上各点间的距离如图所示的数值，已知打点计时器的周期为T=0.02s，重力加速度g=9.8m/s2；重锤的质量为m，已知S₁=0.98cm，S₂=1.42cm，S₃=1.78cm，则记录B点时重锤的动能E_KB=

0.180m

J，记录C点时重锤的动能E_KC=0.32m J；重锤从B点到C点重力势能变化量是

0.142m

J，动能变化量是

0.140m

J．从而可以得出结论：

在误差允许的范围内，机械能守恒

．（计算结果保留3位有效数字）
（2）在验证机械能守恒定律的实验中
①自由落下的重锤质量要大一些，这是为了减少

阻力

对实验的影响．
②实验中

不要

 测定重锤的质量（ 填“要”或“不要”）．

Answer 1

分析：（1）根据动能和势能的表达式可以求出动能和势能的变化量，利用匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度来求B点或C点的速度大小．
（2）重锤的质量越大体积越小阻力对其的影响就越小，根据机械能守恒的表达式可知，该实验不需要测量重锤的质量．

解答：解：（1）B点的速度为：vB=

SAC

2T

=

(0.98+1.42)×10-2

0.04

=0.6m/s
B点动能为：EKB=

1

2

m

v

2 B

=0.180m（J）
C点的速度为：vC=

SBD

2T

=

(1.42+1.78)×10-2

0.04

=0.8m/s
C点动能为：EKC=

1

2

m

v

2 C

=0.32m（J）
重锤重力势能的变化量是：mgh_BC=0.142m（J）
重锤动能的变化量是：△E_K=E_KC-E_KB=0.140m（J）
由于存在摩擦阻力因此重力势能的减小量略大于动能增加量，在误差允许内，机械能是守恒的．
故答案为：0.180m，0.142m，0.140m，在误差允许的范围内，机械能守恒．
（2）①质量越大，体积越小，阻力对其影响就越小，因此选择密度大的小球．
故答案为：阻力．
②根据机械能守恒的表达式可知，该实验不需要测量重锤的质量．
故答案为：不要．

点评：该实验为验证性实验，在所测数据是明确的，比较简单，做题过程中体会实验误差的产生，提高解答实验问题的能力．