Question

在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m＝200 g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为纸带下落的起始点，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0．02 s打一个点，当地的重力加速度为g＝9．80 m/s²，那么：

（1）同学甲根据公式得（m/s）²，计算出从O点到B点重物动能增加量ΔE_k＝J，再由重力做功W=mg计算出重力势能的减少量ΔE_p=0．376 J，于是他根据ΔE_k＝ΔE_p得出重物下落过程中机械能守恒的结论。该同学的探究过程是否合理？简要说明理由。

答：________________________________________________________________________。

（2）同学乙还想根据纸带上的测量数据进一步探究重物和纸带下落过程中所受的阻力，为此他计算出纸带下落的加速度为a=_________m/s²，从而计算出阻力f=________N

（3）若同学丙不慎将上述纸带从OA之间扯断，他仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的？若能，写出要测量的物理量和验证过程（可根据需要增加计数点，如D、E等）；若不能，简要说明理由。

答：________________________________________________________________________

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Answer 1

答案：（1）不合理。应根据v_B＝计算出B点的速度，然后计算B点的动能。（3分）

（2）9．5（2分），0．06（2分）

（3）能（1分），在C点后面再取几个计数点D、E、F等，测出相邻计数点间的距离、、、，根据和算出B、D点的速度及对应的动能和，然后验证mg（+）和是否相等。（2分）

解析：（1）同学甲的错误在于直接利用自由落体运动的公式计算速度，达不到验证的目的。（2）根据公式可得加速度a=9．5 m/s²，由牛顿第二定律mg-f=ma可得f=mg-ma=0．06N。（3）利用A点后面的纸带，多取几个计数点，测出相邻计数点间的距离，便可算出有关计数点的速度及动能，根据即可实现验证的目的。