Question

在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量为1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，已知相邻计数点时间间隔为0.02s，则：

（1）纸带的

P

 （填“P”或“C”，必须用字母表示）端与重物相连；
（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度υ_B=

0.98

m/s（结果保留两个有效数字）；
（3）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△E_P=

0.49

J，此过程中物体动能的增加量△E_k=

0.48

J；（取重力加速度g=9.8m/s²，结果保留两个有效数字）
（4）通过计算，在实验误差允许范围内，数值上认为△E_P

=

△E_k（填“＜”、“＞”或“=”），即机械能守恒定律得到验证．

Answer 1

分析：书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度．从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．

解答：解：（1）物体做加速运动，由纸带可知，纸带上所打点之间的距离越来越大，这说明物体与纸带的左端相连，即P点．
（2）利用匀变速直线运动的推论
v_B=

xAC

2t

=

0.0706-0.0314

0.04

=0.98m/s
（3）重物由B点运动到C点时，重物的重力势能的减少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.0501 J=0.49J．
E_kB=

1

2

mvB2=0.48J
（4）在实验误差范围内，△E_P=△E_k，机械能守恒．
故答案为：（1）P；（2）0.98；（3）0.49；0.48；（4）=

点评：运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题．
要注意单位的换算．
要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒．