3.在用落體法驗證機械能守恒定律時,某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖.其中O是起始點,A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點.該同學(xué)用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離,并記錄在圖中(單位cm).
(1)這三個數(shù)據(jù)中不符合讀數(shù)要求的是15.7,應(yīng)記作15.70cm.
(2)該同學(xué)用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作為跟B點對應(yīng)的物體的即時速度,則該段重錘重力勢能的減少量為1.23m,而動能的增加量為1.20m,(均保留3位有效數(shù)字,重錘質(zhì)量用m表示).
(3)這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量大于動能的增加量,原因是因為有摩擦生熱,減少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能..

分析 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理,了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項.
毫米刻度尺測量長度,要求估讀即讀到最小刻度的下一位.
紙帶法實驗中,若紙帶勻變速直線運動,測得紙帶上的點間距,利用勻變速直線運動的推論,可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度,從而求出動能.根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值.

解答 解:(1)刻度尺的讀數(shù)需讀到最小刻度的后一位,三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是:15.7.
(2)對于OB段,重錘重力勢能的減小量△Ep=mghOB=9.8×0.1254m J=1.23m J.
利用勻變速直線運動的推論得
B點的瞬時速度vB=$\frac{(0.1570-0.0951)m}{2×0.02S}$=1.55m/s,
則動能的增加量EkB=$\frac{1}{2}$mvB2=1.20m J
(3)重力勢能的減小量大于動能的增加量,原因是因為有摩擦生熱,減少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
故答案為:(1)15.7,15.70、
(2)1.23m,1.20m;(3)大于,因為有摩擦生熱,減少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.

點評 紙帶問題的處理時力學(xué)實驗中常見的問題.我們可以紙帶法實驗中,若紙帶勻變速直線運動,測得紙帶上的點間距,利用勻變速直線運動的推論,可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度,這是紙帶法實驗中考查的重點.

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