Question

【題目】在“驗證機械能守恒定律”的一次實驗中，質量m=1 kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點（下圖紙帶上的所有點均為計時點，相鄰計時點時間間隔為0.02 s），那么：

（1）實驗中下列物理量中需要直接測量的量有_______，通過計算可得到的量有______（填字母序號）；

A．重錘質量 B．重力加速度

C．重錘下落的高度 D．與下落高度相應的重錘的瞬時速度

（2）紙帶的________ （填“P”或“C”，用字母表示）端與重物相連；

（3）打點計時器打下計時點B時，物體的速度vB=________m/s（保留到小數點后兩位）；

（4）從起點P到打下計時點B的過程中物體的重力勢能減少量Ep=________J，此過程中物體動能的增加量Ek=________J；（g取9.8 m/s2保留到小數點后兩位）

（5）通過計算表明數值上ΔEp_____ ΔEk（填“大于”“小于”或“等于”），這是因為________，實驗的結論是：______________________。

Answer 1

【答案】CDP0.980.490.48大于重物受到的空氣阻力及紙帶與打點計時器的摩擦等原因使機械能減少在誤差允許的范圍內重錘的重力勢能減少等于動能的增加，機械能守恒。

【解析】

試題（1）由于實驗是驗證機械能守恒定律，即mgh=mv2，化簡得gh=v2，故需要測量重錘下落的高度h及與下落高度相應的重錘的瞬時速度v，選CD；（2）由圖可知，紙帶與重物相連的端應該是點比較密集的部分，故是P端；（3）B點的速度vB=m/s=0.98m/s；（4）△EP=mgh=1×9.8×5.01×0.01J=0.49J；△Ek=mvB2=×1×（0.98）2J=0.48J；（5）可見△EP>△Ek，這是因為重物受到的空氣阻力及紙帶與打點計時器的摩擦等原因使機械能減少；在誤差范圍內重錘的重力勢能減少等于動能的增加，機械能守恒。