Question

在《驗證機械能守恒定律》的實驗中，質量m為1.0kg的重物自由下落，帶動紙帶打出一系列的點，如圖所示．相鄰計數點間的時間間隔為0.02s，距離單位為cm．
①起始點O到打下B點的過程中，重錘重力勢能的減少量為△E_P=

6.85

 J，重錘動能的增加量為△E_K=

6.82

J．（保留三位有效數字）．
②通過計算，發現數值上△E_K小于△E_P，這是因為

空氣阻力與探針與紙帶間摩擦力

．

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重力勢能減小量△E_p=mgh=9.8×0.6986J=6.85 J．
利用勻變速直線運動的推論vB=

xAC

tAC

=

0.7776-0.6299

2×0.02

m/s=3.6925m/s
Ek=

1

2

m

v

2 B

=

1

2

×1×3.69252≈6.82J．
②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：①6.85；6.82；②空氣阻力與探針與紙帶間摩擦力

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