Question

（2007?海門市模擬）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，
（1）選出一條紙帶如圖所示，其中O點為起始點（速度為零），A、B、C為三個計數點，打點計時器通以50Hz交流電，用最小刻度為mm的刻度尺，測得OA=11.13cm，OB：=17.69cm，Oc=25.90Cm．在計數點A和B之間、B和C之間還各有一個點，重錘的質量為m，取g=9.8m/s²，根據以上數據當打點針打到B點時，重錘的重力勢能比開始下落時減小了

1.734m

這時它的動能是

1.711m

論是：在忽略誤差的情況下，重錘的機械能守恒．為增加該實驗小組實驗結果的可靠性，你認為應該

可以重復進行多次實驗或在一次下落過程中測出多個位置的速度，比較重物在這些位置上動能和勢能之和．

（2）該同學從實驗結果發現，當使用鉤碼拉動紙帶下落時，加速度比實際的重力加速度小．為了有效地縮小這個實驗測得的加速度與實際的重力加速度之差，請你提出一個有效的改進方法：

將鉤碼換成大質量的重錘

（3）本實驗得到的數據與機械能守恒存在一定的差距，你在實驗中遇到這種情況時處理的做法是：

分析誤差原因、改進實驗方案、改進測量手段．

．

Answer 1

分析：根據下降的高度求出重力勢能的減小量，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B點的速度，從而求出B點的動能，得出動能的增加量．在實驗中阻力對實驗有影響，可以將鉤碼換成大質量的重錘．

解答：解：（1）重錘重力勢能的減小量為△E_p=mgh=m×9.8×0.1769J=1.734m．
vB=

xAC

4T

=

0.259-0.1113

0.08

m/s≈1.85m/s，則動能Ek=

1

2

mvB2=

1

2

×m×1.852≈1.711m．為增加該實驗小組實驗結果的可靠性，應該可以重復進行多次實驗或在一次下落過程中測出多個位置的速度，比較重物在這些位置上動能和勢能之和．
（2）將鉤碼換成大質量的重錘，可以減小阻力的相對影響．
（3）實驗得到的數據與機械能守恒存在一定的差距，在實驗中遇到這種情況時處理的做法是分析誤差原因、改進實驗方案、改進測量手段．
故答案為：（1）1.734m  1.711m，可以重復進行多次實驗或在一次下落過程中測出多個位置的速度，比較重物在這些位置上動能和勢能之和．
（2）將鉤碼換成大質量的重錘．
（3）分析誤差原因、改進實驗方案、改進測量手段．

點評：解決本題的關鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度，以及知道實驗誤差形成的原因．