Question

【題目】在驗證機械能守恒定律的實驗中，質量m=1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出了一系列的點，如下圖所示，相鄰記數點時間間隔為0.02s，長度單位是cm，g取9.8m/s2 ． 求：

（1）打點計時器打下記數點B時，物體的速度VB=（保留兩位有效數字）；
（2）從點O到打下記數點B的過程中，物體重力勢能的減小量△EP= ， 動能的增加量△EK=
（保留兩位有效數字）；
（3）即使在實驗操作規范，數據測量及數據處理很準確的前提下，該實驗測得的△EP 也一定略大于△EK ， 這是實驗存在系統誤差的必然結果，試分析該系統誤差產生的主要原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）0.973m/s
（2）0.48J；0.47J
（3）紙帶通過時受到較大的阻力和重錘受到的空氣阻力
【解析】解：（1）中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小：VB= 0.973m/s．（2）從O打到B，重力勢能的減小量為：△Ep=mgh=1×9.8×0.0486J=0.48J．動能的增加量為：△EK= （0.973）2=0.47J．（3）該系統誤差產生的主要原因是紙帶通過時受到較大的阻力和重錘受到的空氣阻力．
所以答案是：（1）0.973m/s，（2）0.48J，0.47J，（3）紙帶通過時受到較大的阻力和重錘受到的空氣阻力．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解機械能守恒及其條件的相關知識，掌握在只有重力（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．