Question

7．在用落體法驗證機械能守恒定律時，某同學按照正確的操作選得紙帶如圖．其中O是起始點，A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點．該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離，并記錄在圖中（單位：cm）．

（1）這三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是OC，應記作15.70cm．
（2）該同學用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒，已知當?shù)氐闹亓�加速度g=9.80 m/s²，他用AC段的平均速度作為跟B點對應的物體的瞬時速度，則該段重錘重力勢能的減少量為1.22m，而動能的增加量為1.20m（均保留三位有效數(shù)字，重錘質(zhì)量用m表示）．這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是由于物體下落過程中存在摩擦阻力．

Answer 1

分析 （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；
（2）紙帶法實驗中，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(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．

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(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是OC段：15.7，應記作15.70cm．
（2）重力勢能減小量：△E_p=mgh=9.8×0.1242m J=1.22mJ
中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小：
v_B=$\frac{0.157-0.0951}{2×0.02}$=1.55m/s
動能的增量為：
△E_k=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=1.20mJ
由于物體下落過程中存在摩擦阻力，因此動能的增加量小于勢能的減小量，重力勢能沒有完全轉(zhuǎn)化為動能．
故答案為：（1）OC，15.70；
（2）1.22m，1.20m，大于，由于物體下落過程中存在摩擦阻力；

點評 正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)進行分析所需實驗器材、實驗步驟、所測數(shù)據(jù)等，會起到事半功倍的效果．