Question

【題目】某同學用圖（a）所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，當地重力加速度為g=9.80m/s2 ． 實驗中該同學得到的一條點跡清晰的完整紙帶如圖（b）所示．紙帶上的第一個點記為O，另選連續的三個點A、B、C進行測量，圖中給出了這三個點到O點的距離hA、hB和hC的值．回答下列問題（計算結果保留3位有效數字）

（1）打點計時器打B點時，重物速度的大小vB=m/s；
（2）通過分析該同學測量的實驗數據，他的實驗結果是否驗證了機械能守恒定律？簡要說明分析的依據．

Answer 1

【答案】
（1）3.90
（2）

解：設重物質量為m，OB對應的下落過程中，重力勢能減少量為△ =mghB=7.70m（J），動能增加量為 = =7.61m（J），在誤差允許范圍內，可以認為相等，因此驗證了機械能守恒定律．

【解析】解：（1）由 = 可知重物速度的大小 = = m/s=3.90m/s； 所以答案是：（1）3.90；（2）驗證了機械能守恒定律，因為在誤差范圍內，重力勢能減少量等于動能增加量．
【考點精析】認真審題，首先需要了解機械能守恒及其條件(在只有重力（和彈簧彈力）做功的情形下，物體動能和重力勢能（及彈性勢能）發生相互轉化，但機械能的總量保持不變)．