Question

6．在“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，得到如图所示的纸带．相邻两计数点之间还有一个点没有画出，那么（计算结果保留三位有效数字）（g=9.8m/s²）

（1）纸带的左端与重物相连（填“左”或“右”）．
（2）从起点到打下B点过程中物体的重力势能减少量△E_P=1.89J；
（3）从起点到打下B点过程中物体动能的增加量△E_k=1.70J；
（4）由实验数据可知：△E_P＞△E_k；（填“＜”“＞”或“=”）
（5）实验误差产生的原因是：存在阻力；
（6）实验得到的结论是：在误差充许的范围内，机械能守恒．

Answer 1

分析 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．

解答 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．所以纸带的左端应与重物相连．
（2）重力势能减小量△E_p=mgh=1.0×9.8×0.1925 J≈1.89J．
（3）利用匀变速直线运动的推论有：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{0.2293-0.1555}{2×0.02}$=1.845m/s
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}×1×1.84{5}^{2}$≈1.70 J
△E_k=E_kB-0=1.70 J
（4）由以上计算可知，重力势能的减小量大于动能的增加量；
（5）由以上分析可知，实验结论为：在误差允许范围内，重物的机械能守恒．
故答案为：（1）左；（2）1.89，（3）1.70，（4）＞；（5））误差允许范围内，重物的机械能守恒．

点评 本题考查机械能守恒定律的验主；要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．要注意单位的换算和有效数字的保留．