Question

（2011?江蘇模擬）在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖．其中O是起始點(diǎn)，A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn)．該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中（單位cm）．
（1）這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是_

OC

，應(yīng)記作

15.70

cm．
（2）該同學(xué)用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，他用AC段的平均速度作為跟B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體的即時(shí)速度，則該段重錘重力勢(shì)能的減少量為

1.22m

，而動(dòng)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）．這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢(shì)能的減少量

大于

動(dòng)能的增加量，原因是

因?yàn)橛心Σ辽鸁幔瑴p少的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

．
（3）另一位同學(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(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，不過(guò)他數(shù)了一下：從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)O數(shù)起，圖中的B是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第9個(gè)點(diǎn)．因此他用v_B=gt計(jì)算跟B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體的即時(shí)速度，得到動(dòng)能的增加量為

1.23m

，這樣驗(yàn)證時(shí)的系統(tǒng)誤差總是使重力勢(shì)能的減少量

小于

動(dòng)能的增加量，原因是

v是按照自由落體計(jì)算的，對(duì)應(yīng)的下落高度比實(shí)際測(cè)得的高度要大．

．

Answer 1

分析：（1）毫米刻度尺最小刻度是1mm，所以需要估讀到下一位．
（2）動(dòng)能的增加量：

1

2

mv2，勢(shì)能的減小量：mgh；由于物體下落過(guò)程中存在摩擦阻力，因此動(dòng)能的增加量小于勢(shì)能的減小量．

解答：解：（1）毫米刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度，要求估讀即讀到最小刻度的下一位．
這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是OC段：15.7，應(yīng)記作15.70cm．
（2）重力勢(shì)能減小量△E_p=mgh=9.8×0.1242m J=1.22mJ
中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度來(lái)求B的速度大�。�
vB=

sAC

0.02×2

=1.55m/s
E_kB=

1

2

m

v

2 B

=1.20mJ
由于物體下落過(guò)程中存在摩擦阻力，因此動(dòng)能的增加量小于勢(shì)能的減小量，
故填：大于；因?yàn)橛心Σ辽鸁�，減少的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
（3）E_kB=

1

2

m

v

2 B

=

1

2

m(9.8×0.02×8)2=1.23mJ
即：重力勢(shì)能的減少量小于動(dòng)能的增加量，原因是：v是按照自由落體計(jì)算的，實(shí)際運(yùn)動(dòng)不是自由落體運(yùn)動(dòng)，有阻力，對(duì)應(yīng)的下落高度比實(shí)際測(cè)得的高度要大．
故答案為：（1）OC；15.70cm
（2）1.22m；1.20m；大于；因?yàn)橛心Σ辽鸁幔瑴p少的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
（3）1.23m；小于；v是按照自由落體計(jì)算的，對(duì)應(yīng)的下落高度比實(shí)際測(cè)得的高度要大．

點(diǎn)評(píng)：正確解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、所測(cè)數(shù)據(jù)等，會(huì)起到事半功倍的效果．