Question

在用重錘下落來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖所示．其中O是起始點(diǎn)，A、B、C、D、E是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的5個(gè)點(diǎn)，打點(diǎn)頻率為50Hz該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C、D、E各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中（單位：cm）?

（1）這五個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是

 

點(diǎn)讀數(shù)．?（填A(yù)、B、C、D或E）
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，在釋放重錘

 

（選填“之前”或“之后”）接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)．
（3）該實(shí)驗(yàn)中，為了求兩點(diǎn)之間重錘的重力勢(shì)能變化，需要知道重力加速度g的值，這個(gè)g值應(yīng)該是：

 

A．取當(dāng)?shù)氐膶?shí)際g值；?B．根據(jù)打出的紙帶，用△s=gT²求出；
C．近似取10m/s²即可；    D．以上說(shuō)法都不對(duì)．
（4）如O點(diǎn)到某計(jì)時(shí)點(diǎn)的距離用h表示，重力加速度為g，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)重錘的瞬時(shí)速度為v，則實(shí)驗(yàn)中要驗(yàn)證的等式為

 

．
（5）若重錘質(zhì)量m=2.00×10^-1kg，重力加速度g=9.80m/s²，由圖中給出的數(shù)據(jù)，可得出從O到打下D點(diǎn)，重錘重力勢(shì)能的減少量為

 

J，而動(dòng)能的增加量為

 

J（均保留3位有效數(shù)字）．?

Answer 1

分析：刻度尺為毫米刻度尺，故在讀數(shù)時(shí)應(yīng)保留到十分之一毫米位；
本實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，應(yīng)得出重力勢(shì)能的減小量和動(dòng)能的增加量，不能根據(jù)機(jī)械能守恒去求出速度；
由機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)的要求可得出我們實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的公式．

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B點(diǎn)讀數(shù)．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，在釋放重錘之前接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)．
（3）實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證機(jī)械能守恒，所以求解重力勢(shì)能變化需要的g應(yīng)取當(dāng)?shù)氐膶?shí)際g值．如果采用△S=gT²求解，那么求出來(lái)的只是運(yùn)動(dòng)的加速度．故選A．
（4）O點(diǎn)為起點(diǎn)，則從O到C由機(jī)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(diǎn)，重錘重力勢(shì)能的減少量△E_P=mgh=0.380J
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論
v_D=

XCE

tCE

E_kD=

1

2

mv_D²=0.376J
動(dòng)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(diǎn)評(píng)：在學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理再去掌握實(shí)驗(yàn)的器材、數(shù)據(jù)處理及誤差分析等．