Question

【題目】在用落體法驗證機械能守恒定律時，某小組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．用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離，并記錄在圖中．（已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g＝9．80 m/s2，重錘質(zhì)量為m＝1 kg，計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）

（1）圖中的三個測量數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是________段的讀數(shù)，應(yīng)記作________cm；

（2）甲同學(xué)用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒，他用AC段的平均速度作為B點對應(yīng)的瞬時速度vB，則求得該過程中重錘的動能增加量ΔEk＝________J，重力勢能的減少量ΔEp＝______J．這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使ΔEk_____ΔEp（選填“>”、“<”或“＝”）；

（3）乙同學(xué)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，將打點計時器打下的第一個點O記為第1個點，圖中的B是打點計時器打下的第9個點．因此他用v＝gt計算與B點對應(yīng)的瞬時速度vB，求得動能的增加量ΔEk＝________J．這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使ΔEk________ΔEp（選填“>”“<”或“＝”）．

（4）上述兩種處理方法中，你認(rèn)為合理的是________同學(xué)所采用的方法．（選填“甲”或“乙”）

Answer 1

【答案】（1）OC 15．70 （2）1．20 1．22 < （3）1．23 >

（4）甲

【解析】（1）毫米刻度尺讀數(shù)要估讀到毫米下一位，OC長度讀數(shù)到1毫米，不符合讀數(shù)要求．應(yīng)記作15．70 cm．（2）AC段的平均速度即B點瞬時速度vB＝＝ m/s＝1．55 m/s，則系統(tǒng)增加的動能ΔEk＝≈1．20 J，重力勢能減少了ΔEp＝mg≈1．22 J，由于摩擦力的作用，部分重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以ΔEk<ΔEp．（3）B是打點計時器打下的第9個點，所以B點的速度vB＝gt＝g×8×0．02 s＝1．57 m/s，動能的增加量ΔEk＝≈1．23 J，這樣做把加速度按照自由落體計算，沒有考慮摩擦力的作用，而實際上，由于摩擦力的作用，加速度a<g，所以vB＝gt應(yīng)大于實際對應(yīng)h的速度大小，所以會使得ΔEk>ΔEp．（4）乙方案中直接把加速度按照重力加速度計算，不符合事實，而且誤差大，所以合理的是甲方案．