Question

在利用重錘自由下落“驗證機械能守恒定律”的實驗中，所用電源的頻率為50 Hz，某同學選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量各計數點對應刻度尺上的讀數如圖5-4-3所示.（圖中O點是打點計時器打出的第一個點，A、B、C、D、E分別是每打兩個點取出的計數點）

圖5-4-3

根據紙帶要求計算：

（1）若重錘的質量為m，則重錘從開始下落到打B點時，減少的重力勢能是多少？

（2）重錘下落到打B點時增加的動能為多大？

（3）從上述數據可得出什么結論？

Answer 1

解析：（1）重錘從開始下落到打B點時減少的重力勢能為：

ΔE_p減=mgh=mg=9.8×0.195 0m J=1.911m J.

（2）重錘下落到打B點時的速度為

v_B=(s_AB+s_BC)/2T

=(0.280 5-0.125 0)/(2×0.04) m/s=1.943 8 m/s

    則物體從開始下落到打B點增加的動能為

ΔE_k增=mv_B²/2=(1.943 8)²m/2 J=1.889m J.

（3）在實驗誤差允許的范圍內重錘重力勢能的減少量等于其動能的增加量，故重錘機械能守恒.

答案：（1）1.911m  （2）1.889m  （3）見解析（3）