Question

在某次“驗證機械能守恒定律”的實驗中，質量為m kg的重錘自由下落，在紙帶上打出一系列點，我們選擇

點跡清晰且第1、2兩點間距離約為2mm左右

的紙帶進行數據處理．圖中是一條已選出的紙帶，已知相鄰記數點的時間間隔為0.02s，打點時的起點是P．則打點計時器打下Q點時，重錘的速度v_Q=

1

m/s、重錘的重力勢能減小量△E_p=

0.51m

J、此過程中重錘動能的增加量△E_k=

0.50m

J（取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Q點的速度，從而求出動能的增加量，根據下降的距離求出重力勢能的減小量．

解答：解：若物體阻力可以忽略，做自由落體運動，根據h=

1

2

gt2=

1

2

×10×0.022=2×10-3m=2mm，所以選擇點跡清晰且第1、2兩點間距離約為2mm左右的紙帶．
vQ=

0.07-0.03

0.04

m/s=1m/s．
重力勢能的減小量△E_p=mgh=m×10×0.051J=0.51mJ．
動能的增加量△Ek=

1

2

mvQ2=

1

2

×m×1=0.50mJ．
故答案為：點跡清晰且第1、2兩點間距離約為2mm左右；1； 0.51m； 0.50m

點評：解決本題的關鍵掌握實驗的原理，以及在紙帶處理中，掌握瞬時速度的求解方法．