Question

在驗證機械能守恒定律的實驗中，質量m=1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖所示，（相鄰計數點的時間間隔為0.02s），單位：cm，g=10m/s²．那么：
①紙帶的

左

端與重物相連．（填“左”或“右”）
②從起點O到打下計數點B的過中，重力勢能的減小量△E_P=

0.501

，物體動能的增加量△E _K=

0.480

． （取三位有效數字）
③通過計算，數值△E_P 與△E _K并不相等，這是因為

下落過程中受阻力

．

Answer 1

分析：紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度，從而求出動能．根據功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數值．

解答：解：①從紙帶上可以看出0點為打出來的第一個點，速度為0，重物自由下落，初速度為0，所以應該先打出0點，而與重物相連的紙帶在下端，應該先打點．所以紙帶的左端應與重物相連．
②重力勢能減小量△E_p=mgh=9.8×0.0501J=0.501 J．
利用勻變速直線運動的推論
v_B=

XAC

tAC

=0.98m/s
E_kB=

1

2

mv_B²=0.480  J．
③通過計算可知動能的增加量小于重力勢能的減小量，其原因是物體在下落過程中克服摩擦阻力做功，導致重力勢能沒有完全轉化為動能．
故答案為：①左；②△E_P=0.501J、△E_K=0.480J；③下落過程中受阻力

點評：運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規問題．
要注意單位的換算和有效數字的保留