Question

【題目】用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選出的紙帶如圖。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)用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中（單位：cm）（已知重錘的質(zhì)量為0.1kg，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s）。

（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____________（填“9.51”或“12.42”或“15.7”），應(yīng)記作____________cm。

（2）該同學(xué)用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>，他用AC段的平均速度作為跟B點(diǎn)對應(yīng)的物體的瞬時(shí)速度，則該段重錘重力勢能的減少量為_________，而動(dòng)能的增加量為________（均保留三位有效數(shù)字）。這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量_________動(dòng)能的增加量（填“大于”“小于”“等于”），原因是_____________。

Answer 1

【答案】15.7 15.70 0.122J 0.120J 大于 v是實(shí)際速度，因?yàn)橛心Σ辽鸁幔瑴p少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

【解析】

（1）[1][2]毫米刻度尺測量長度的精確度為1mm，要求估讀即讀到下一位0.1mm，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）[3]重錘在OB段重力勢能減小量：

△EP=mgh=0.1×9.8×0.1242J=0.122J

[4]由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小：

則重錘在OB段動(dòng)能的增量為：

[5]由計(jì)算結(jié)果可知重力勢能的減少量大于動(dòng)能的增加量；

[6]由于物體下落過程中存在摩擦阻力，因此動(dòng)能的增加量小于勢能的減小量，重力勢能沒有完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。