Question

在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1.00kg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为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80m/s²，那么：

（1）根据图上所得的数据，应取图中O点到______点来验证机械能守恒定律；
（2）从O点到（1）问中所取的点，重物重力势能的减少量△E_p=______J，动能增加量△E_k=______J（结果取三位有效数字）；
（3）若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以

v2

2

为纵轴，以h为横轴画出的图象是图中的______．

（4）实验中对于使用打点计时器，下面说法正确的是：______
A．应先释放纸带后接通电源
B．应先接通电源后释放纸带
C．打点计时器使用的电源为直流电源
D．打点计时器使用的电源为交流电源．

Answer 1

（1）验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能△E_p=mgh和增加的动能△E_k=

1

2

mv²之间的关系，由B点能够测h和v的数据，而A、C两点不方便测出速度v．故应取图中O点到B点来验证机械能守恒定律；
（2）减少的重力势能为：△E_p=mgh=1×9.8×19.2×10^-2=1.88J
利用匀变速直线运动的推论得：
v_B=

xAC

2T

=

(23.23-15.55)×0.01

2×0.02

=1.93m/s
所以增加的动能为：△E_k=

1

2

mv_B²=1.84J
（3）从理论角度物体自由下落过程中机械能守恒可以得出：
mgh=

1

2

mv²，即v²=2gh
所以以

1

2

v²为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线，也就是图中的A．
故选：A．
（4）A、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放纸带，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差．故A错误，B正确；
C、打点计时器使用的电源为交流电源，故C错误，D正确；
故选：BD．
故答案为：（1）B
（2）1.88，1.84．
（3）A
（4）BD