Question

【題目】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的紙帶如圖所示．其中O是起始點，A、B、C、D、E是打點計時器連續(xù)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讀數要求的是（選填“A”“B”“C”“D”或“E”）點讀數．
（2）該同學用重錘在OC段的運動來驗證機械能守恒，OC距離用h來表示，他用vC= 計算與C點對應的重錘的瞬時速度，得到動能的增加量，這種做法（選填“對”或“不對”）．
（3）若O點到某計數點的距離用h表示，重力加速度為g，該點對應重錘的瞬時速度為v，則實驗中要驗證的等式為 ．
（4）若重錘質量m=2.00×10﹣1 kg，重力加速度g=9.8m/s2 ， 由圖中給出的數據，可得出從O點到打下D點，重錘重力勢能的減少量為 J，動能的增加量為 J（均保留三位有效數字），本實驗得出的結論是 ．

Answer 1

【答案】
（1）B
（2）不對
（3）gh=
（4）0.380,0.376,在誤差允許范圍內重力勢能減少量等于動能的增加量
【解析】解：（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，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C點時小車的瞬時速度大小；即vC= = ；故不對

打點計時器的時間間隔T=0.02s．（3）可得出從O到某點，重錘重力勢能的減少量為：mgh

動能的增加為： mv2﹣0

根據機械能守恒減少的重力勢能應等于增加的動能，即：mgh= mv2

整理得：gh= v2（4）從O到D點，重錘重力勢能的減少量為：mghOD=0.200×9.80×0.1941J=0.380J

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，

vD= = m/s=1.94m/s

動能的增加為： mvD2﹣0=0.376J

結論是：在誤差允許范圍內重力勢能減少量等于動能的增加量．

所以答案是：（1）B（2）不對（3）gh= （4）0.380、0.376 在誤差允許范圍內重力勢能減少量等于動能的增加量．