Question

【题目】在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量 m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C 为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g=9.80m/s2 ． 那么：

（1）纸带的端（选填“左”或“右’）与重物相连；
（2）从O点到B点，重物重力势能减少量△Ep=J，动能增加量△Ek=J；（以上两空均要求保留3位有效数字）
（3）上问中，重物重力势能减少量总是（填‘大于’或者‘小于’）动能增加量，原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）左
（2）1.88,1.84
（3）大于,下落过程中需克服（限位孔对纸带的阻力及空气）阻力做功
【解析】解：（1）从纸带上可以看出0点为打出来的第一个点，速度为0，重物自由下落，初速度为0，

所以应该先打出0点，而与重物相连的纸带在下端，应该先打点．所以纸带的左端应与重物相连．（2）重力势能减小量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.1920J=1.88 J．

利用匀变速直线运动的推论

vB= = ×10﹣2=1.92m/s

EkB= mvB2= ×1×（1.92）2 J=1.84J

动能增加量△Ek=EkB﹣0=1.84J（3）重物重力势能减少量总是大于动能增加量，原因是下落过程中需克服（限位孔对纸带的阻力及空气）阻力做功．

故答案为：（1）左（2）1.88，1.84（3）大于，下落过程中需克服（限位孔对纸带的阻力及空气）阻力做功．

解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．

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和加速度，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．