Question

在某次“验证机械能守恒定律”的实验中，质量为m kg的重锤自由下落，在纸带上打出一系列点，我们选择

点迹清晰且第1、2两点间距离约为2mm左右

的纸带进行数据处理．图中是一条已选出的纸带，已知相邻记数点的时间间隔为0.02s，打点时的起点是P．则打点计时器打下Q点时，重锤的速度v_Q=

1

m/s、重锤的重力势能减小量△E_p=

0.51m

J、此过程中重锤动能的增加量△E_k=

0.50m

J（取g=10m/s²）．

Answer 1

分析：根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出Q点的速度，从而求出动能的增加量，根据下降的距离求出重力势能的减小量．

解答：解：若物体阻力可以忽略，做自由落体运动，根据h=

1

2

gt2=

1

2

×10×0.022=2×10-3m=2mm，所以选择点迹清晰且第1、2两点间距离约为2mm左右的纸带．
vQ=

0.07-0.03

0.04

m/s=1m/s．
重力势能的减小量△E_p=mgh=m×10×0.051J=0.51mJ．
动能的增加量△Ek=

1

2

mvQ2=

1

2

×m×1=0.50mJ．
故答案为：点迹清晰且第1、2两点间距离约为2mm左右；1； 0.51m； 0.50m

点评：解决本题的关键掌握实验的原理，以及在纸带处理中，掌握瞬时速度的求解方法．