Question

在“驗證機械能守恒定律”實驗中，
（1）電磁打點計時器與電源相接，圖甲中接線正確的是

 

（填“A”或“B”）；
（2）已知重錘質量為m，當地重力加速度為g，經正確操作后獲得的一條紙帶如圖乙所示，x₁、x₂、x_3…x₇、x₈為各個點跡的坐標，請寫出從計數點C到計數點D兩點間對應運動過程中重錘m的動能變化量的表達式

 

，勢能變化量的表達式

 

；
（3）比較重錘m動能變化量和勢能變化量會得出什么結果？產生的原因是什么？

Answer 1

分析：（1）打點計時器使用交流電源．
（2）根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，求出初末位置的動能，從而求出動能的增加量；根據下降的高度，通過功能關系求出重力勢能的減小量．
（3）由于摩擦、空氣阻力的作用，根據能量守恒判斷動能增加量和重力勢能減小量的關系．

解答：解：（1）電磁打點計時器使用交流電源，所以圖甲中接線正確的是B．
（2）從計數點C到計數點D兩點間對應運動過程中，重力勢能的減小量為△E_p=mg（x₆-x₁）．
vD=

x7-x5

2T

=

x7-x5

0.04

，vc=

x2-x0

2T

=

x2-x0

0.04

，則動能的增加量△EK=

1

2

m(

x7-x5

0.04

)2-(

x2-x0

0.04

)2．
（3）由于摩擦阻力、空氣阻力作用，有內能產生，根據能量守恒定律，動能的增加量小于重力勢能的減小量．
故答案為：（1）B，（2）△EK=

1

2

m(

x7-x5

0.04

)2-(

x2-x0

0.04

)2，△E_p=mg（x₆-x₁）．
（3）動能的增加量小于勢能的減小量．紙帶所受摩擦阻力，空氣阻力．

點評：解決本題的關鍵掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理，以及知道誤差形成的原因．