Question

【題目】在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，使質量為m=1.00kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示。O為打下的第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取連續點中的三個點。已知打點計時器每隔0.02s打一個點，當地的重力加速度為g=9.80m/s2，那么：

（1）根據圖上所得的數據，應取圖中O點到______點來驗證機械能守恒定律。

（2）從O點到（1）問中所取的點，重物重力勢能的減少量△Ep=______J，動能增加量△Ek=______J（結果保留三位有效數字）。

（3）測出紙帶上所有各點到O點之間的距離，根據紙帶算出各點的速度v及物體下落的高度h，若以為縱軸，以h為橫軸，畫出的圖象如圖所示，能否僅憑圖象形狀判斷出重物下落過程中機械能守恒。______（填“能”或“不能”）

Answer 1

【答案】B 1.88 1.84 不能

【解析】

（1）[1]．驗證機械能守恒時，我們驗證的是減少的重力勢能△Ep=mgh和增加的動能△Ek=mv2之間的關系，所以我們要選擇能夠測h和v的數據。故選B點。

（2）[2][3]．減少的重力勢能為：

△Ep=mgh=1×9.8×19.2×10-2=1.88J

B點的速度為：

vB===1.92m/s

所以動能增加量為：

△EK=mv2=×1×1.922=1.84J

（3）[4]．根據機械能守恒可知：mgh=mv2，得出=gh，因此-h圖線是一條通過坐標原點的傾斜直線，若要以憑此圖象形狀判斷重物下落過程中能否機械能守恒，不能的，原因是無法知道此圖象斜率是否等于重力加速度。