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    11．用如图的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为频率为50赫兹的交流电源，质量为m=1kg的重锤从高处由静止开始下落，重锤拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量和分析，据此验证机械能守恒定律．

    某同学已按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图2所示．
    （1）选取纸带时，要求打出的第1、2两点间距约为2mm，其理由是重物的运动可视为自由落体运动运动；
    （2）选定验证从O点到B点机械能守恒．打点计时器打下计数点B时的动能为0.490J；重锤打下B点时减少的重力势能为0.480J．（当地的重力加速度为9.80m/s2，保留三位有效数字）；
    （3）多次实验发现△Ep总大于△Ek，出现这种现象的可能原因是（回答两条具体原因）重锤受到空气的阻力或打点计时器阻力的影响等．

    分析 （1）打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，若第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离h=$\frac{1}{2}$gT2≈2mm，则可以认为物体做自由落体运动；
    （2）利用在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小，然后根据动能、势能定义进一步求得动能和势能的变化情况．
    （3）由于空气阻力和摩擦力阻力的作用重物减小的重力势能总是略大于增加的动能

    解答 解：（1）打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，若第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离h=$\frac{1}{2}$gT2≈2mm，则可以认为物体做自由落体运动．
    故答案为：自由落体运动．
    （2）重锤重力势能的减小量：
    △Ep=mgh=9.8×0.050=0.490J
    中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：
    vB=$\frac{7.06-3.14}{2×0.02}$×10-2=0.98m/s；
    动能的增加量为：
    △Ek=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}$×1×（0.98）2=0.480J
    （3）经过多次测量、计算发现重力势能的减少量总是略大于动能的增加量，造成这种现象可能的原因重锤受到空气的阻力或打点计时器阻力的影响等；
    故答案为：（1）自由落体运动；（2）0.490，0.480；（3）重锤受到空气的阻力或打点计时器阻力的影响等．

    点评 纸带的处理在高中实验中用到多次，需要牢固的掌握．实验原理是比较减少的重力势能和增加的动能之间的关系，围绕实验原理记忆实验过程和出现误差的原因．

    练习册系列答案
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