Question

【題目】在用落體法驗證機械能守恒定律時，某同學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)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是______ ,應(yīng)記作_________cm．

（2）該同學用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒，已知當?shù)氐闹亓�加速�?/span>g=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_______，而動能的增加量為________，(均保留3位有效數(shù)字，重錘質(zhì)量用m表示).這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量_______動能的增加量，原因是______________________________．

（3）另一位同學根據(jù)同一條紙帶，同一組數(shù)據(jù)，也用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒，不過他數(shù)了一下：從打點計時器打下的第一個點O數(shù)起，圖中的B是打點計時器打下的第9個點．因此他用vB=gt計算跟B點對應(yīng)的物體的即時速度，得到動能的增加量為________，這樣驗證時的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量_______動能的增加量,原因是________________．

Answer 1

【答案】15.7 15.70 1.22m 1.20m 大于 有空氣阻力和摩擦 1.23 m 小于 重錘實際下落加速度小于g，而用重力加速度g計算將重錘速度算大了

【解析】

（1）毫米刻度尺測量長度，要求估讀即讀到最小刻度的下一位．這三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是15.7，應(yīng)記作15.70cm．

（2）重力勢能的減小量等于重力做功，故有：，

根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律，B點的速度為：，

所以動能的增量為：

由于重物帶動紙帶下落過程中，除了重力還受到較大的阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢能減小除了轉(zhuǎn)化給了動能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，因此系統(tǒng)重力勢能的減小量大于動能的增加量．

（3）v是按照自由落體計算的， 則物體動能的增加量為，勢能的減少量將小于動能的增加量，因為速度是按照自由落體計算的，實際物體的運動不是自由落體，存在摩擦阻力，走相同位移需要的時間更多，因此速度計算偏大