Question

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是打點計時器連續打下的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）這五個數據中不符合有效數字讀數要求的是

 

點讀數．?（填A、B、C、D或E）
（2）實驗時，在釋放重錘

 

（選填“之前”或“之后”）接通打點計時器的電源，在紙帶上打出一系列的點．
（3）該實驗中，為了求兩點之間重錘的重力勢能變化，需要知道重力加速度g的值，這個g值應該是：

 

A．取當地的實際g值；?B．根據打出的紙帶，用△s=gT²求出；
C．近似取10m/s²即可；    D．以上說法都不對．
（4）如O點到某計時點的距離用h表示，重力加速度為g，該點對應重錘的瞬時速度為v，則實驗中要驗證的等式為

 

．
（5）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到打下D點，重錘重力勢能的減少量為

 

J，而動能的增加量為

 

J（均保留3位有效數字）．?

Answer 1

分析：刻度尺為毫米刻度尺，故在讀數時應保留到十分之一毫米位；
本實驗是驗證機械能守恒定律，應得出重力勢能的減小量和動能的增加量，不能根據機械能守恒去求出速度；
由機械能守恒定律實驗的要求可得出我們實驗需要驗證的公式．

解答：解：（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．
這三個數據中不符合有效數字讀數要求的是B點讀數．
（2）實驗時，在釋放重錘之前接通打點計時器的電源，在紙帶上打出一系列的點．
（3）實驗的目的是驗證機械能守恒，所以求解重力勢能變化需要的g應取當地的實際g值．如果采用△S=gT²求解，那么求出來的只是運動的加速度．故選A．
（4）O點為起點，則從O到C由機械能守恒定律可知：
mgh=

1

2

mv²；
變形可知：gh=

v2

2

（5）從O到打下D點，重錘重力勢能的減少量△E_P=mgh=0.380J
利用勻變速直線運動的推論
v_D=

XCE

tCE

E_kD=

1

2

mv_D²=0.376J
動能的增加量△E_k=0.376J
故答案為：（1）B
（2）之前
（3）A
（4）gh=

v2

2

（5）0.380，0.376

點評：在學習實驗時，應先明確實驗原理，根據實驗的原理再去掌握實驗的器材、數據處理及誤差分析等．