Question

【題目】在用重物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50 Hz.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______(填A、B、C、D或E)點讀數．

（2）該同學用重物在OC段的運動來驗證機械能守恒，OC距離用h來表示，他用計算與C點對應的物體的瞬時速度，得到動能的增加量，這種做法________．(填“對”或“不對”)

（3）如O點到某計數點的距離用h表示，重力加速度為g，該點對應重物的瞬時速度為v，則實驗中要驗證的等式為________．

（4）若重物質量m=2.00×10－1 kg，重力加速度g=9.80 m/s2，由圖中給出的數據，可得出從O到打下D點，重物重力勢能的減少量為________J，而動能的增加量為________J.

Answer 1

【答案】 B 不對 0.380 0.376

【解析】試題分析：毫米刻度尺測量長度，要求估讀即讀到最小刻度的下一位．實驗中若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度，從而求出動能．根據功能關系得重力勢能減小量在誤差允許范圍內等于重力勢能的減小．

（1）刻度尺讀數是應在最小刻度1mm的基礎上向下一位估讀，即應當保留到小數點后的兩位12.40cm，所以B點讀數不符合要求．
（2）在驗證機械能守恒的實驗中，由于存在阻力物體實際下落的加速度小于重力加速度，所以不應當用重力加速度g來表示某位置的速度．

（3）可得出從O到某點，重錘重力勢能的減少量為，動能的增加為：，所以驗證機械能守恒應當減少的重力勢能等于增加的動能，即 整理得

（4）從O到D點，重錘重力勢能的減少量為，根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大小，，動能的增加為