Question

“驗證機械能守恒定律”的實驗采用重物自由下落的方法：若實驗中所使用的重物質量為m=1kg，打點紙帶如圖所示，數據都從同一點O開始測量，A．B．C為連續的三個點，若以起始點O點為參考點，打點計時間隔為0.02s，則記錄B點時，重物的速度v_B=

0.600m/s

，重物的動能為E_K=

0.180J

．從開始下落到B點，重物的重力勢能改變量是△E_P=

0.181J

．△E_P

＞

△E_K（填“＞”、“＜”或“=”）誤差原因是：

摩擦和空氣阻力的原因．

．（本題答案是數據的請保留三位小數，g=10m/s²）

Answer 1

分析：根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的瞬時速度，從而得出動能的大�。�根據下降的高度求出重力勢能的減小量．比較出重力勢能的減小量和動能的增加量的大小關系．

解答：解：重物的速度為：
v_B=

xAC

2T

=

(31.8-7.8)×10-3

0.04

m/s=0.600m/s
重物的動能為：
E_K=

1

2

mvB2=

1

2

×1×0．62=0.180J．
重力勢能改變量是：
△E_P=mgx_OB=1×10×0.0181=0.181J
△E_P＞△E_K誤差原因是：摩擦和空氣阻力的原因．
故答案為：0.600m/s，0.180J，0.181J，＞，摩擦和空氣阻力的原因．

點評：解決本題的關鍵掌握紙帶的處理，會通過紙帶求解瞬時速度的大小．知道誤差形成的原因．