Question

11．在用重錘下落來驗證機械能守恒時，某同學按照正確的操作選得紙帶如圖所示，其中O是起始點，A、B、C、D、E時打點計時器連續(xù)打下的5個點，打點頻率為50Hz，該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C、D、E各點的距離，并記錄在圖中（單位：cm）
（1）圖中五個數據中不符合有效數字讀數要求的是B（填A、B、C、D或E）點到O點的距離；
（2）若重錘質量m=2.00×10^-1kg，重力加速度g=9.80m/s²，由圖中給出的數據，可得出從O點到打下D點，重錘重力勢能的減少量為0.380J，而動能的增加量為0.376J（均保留三位有效數字），上述兩空數據不相等的原因是下落過程中受到摩擦等阻力作用．

Answer 1

分析 根據下降的高度求出重力勢能的減小量，根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出D點的速度，從而得出動能的增加量．

解答 解：（1）每個數據小數點后面保留兩位小數，可知B不符合讀數要求．
（2）從O點到打下D點，重錘重力勢能的減少量為：
△E_p=mgh=0.2×9.8×0.1941J≈0.380J
D點的瞬時速度為：
${v}_{D}=\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{0.2347-0.1571}{0.04}m/s$=1.94m/s
則動能的增加量為：
$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{D}}^{2}=\frac{1}{2}×0.2×1.9{4}^{2}$J≈0.376J．
上述兩空數據不相等的原因是下落過程中受到摩擦等阻力作用．
故答案為：（1）B；（2）0.380，0.376；（3）下落過程中受到摩擦等阻力作用．

點評 解決本題的關鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量，會根據下降的高度求解重力勢能的減小量．