Question

【題目】在用重錘下落來驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖所示.其中O是起始點(diǎn)，A、B、C、D、E是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的5個(gè)點(diǎn)，打點(diǎn)頻率為50 Hz.該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C、D、E各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中（單位：cm）

（1）這五個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是哪一段________.（填OA、OB、OC、OD或OE）

（2）該同學(xué)用重錘在OC段的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，OC距離用h來表示，他用vc=計(jì)算與C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重錘的瞬時(shí)速度，得到動(dòng)能的增加量，這種做法（填“對(duì)”或“不對(duì)”）___________.

（3）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，如果以為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖象應(yīng)是一條直線能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，圖線的斜率表示_______________。

（4）從下列器材中選出實(shí)驗(yàn)所必須的，其編號(hào)為_____________.

A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（包括紙帶）； B．重錘； C．天平；

D．毫米刻度尺； E．秒表； F．運(yùn)動(dòng)小車

（5）若O點(diǎn)到某計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離用h表示，重力加速度為g，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)重錘的瞬時(shí)速度為v，則實(shí)驗(yàn)中要驗(yàn)證的等式為________________.

（6）若重錘質(zhì)量m=2.00×10-1kg，重力加速度g=9.80 m/s2，由圖中給出的數(shù)據(jù)，可得出從O點(diǎn)到打下D點(diǎn)，重錘重力勢(shì)能的減少量為_______________ J，而動(dòng)能的增加量為____________ J（均保留三位有效數(shù)字）.

Answer 1

【答案】 oB 不對(duì) 重力加速度 ABD 0.380 0.376

【解析】（1）刻度尺讀數(shù)是應(yīng)在最小刻度1mm的基礎(chǔ)上向下一位估讀，即應(yīng)當(dāng)保留到小數(shù)點(diǎn)后的兩位12.40cm，所以OB段讀數(shù)不符合要求．
（2）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中，由于存在阻力物體實(shí)際下落的加速度小于重力加速度，所以不應(yīng)當(dāng)用重力加速度g來表示某位置的速度，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大��；即．
（3）可得出從O到某點(diǎn)，重錘重力勢(shì)能的減少量為：mgh，動(dòng)能的增加為： mv2-0
所以驗(yàn)證機(jī)械能守恒應(yīng)當(dāng)減少的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能，即：mgh=mv2，整理得：gh=v2，可知v2-h圖像的斜率等于重力加速度g.
（4）試驗(yàn)中要使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（包括紙帶），重錘和毫米刻度尺；由于質(zhì)量從兩邊消掉了，故不需要天平測(cè)質(zhì)量；也不需要秒表和小車；故選ABD.

（5）若O點(diǎn)到某計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離用h表示，重力加速度為g，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)重錘的瞬時(shí)速度為v，則實(shí)驗(yàn)中要驗(yàn)證的等式為gh=v2.

（6）從O到D點(diǎn)，重錘重力勢(shì)能的減少量為：mghOD=0.200×9.80×0.1941J=0.380J
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小，

動(dòng)能的增加為： mvD2-0=0.376J