Question

3．在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖．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(cè)量O到A、B、C各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中（單位cm）．
（1）這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合讀數(shù)要求的是15.7，應(yīng)記作15.70cm．
（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�加速度g=9.80m/s²，他用AC段的平均速度作為跟B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體的即時(shí)速度，則該段重錘重力勢(shì)能的減少量為1.23m，而動(dòng)能的增加量為1.20m，（均保留3位有效數(shù)字，重錘質(zhì)量用m表示）．
（3）這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是因?yàn)橛心Σ辽鸁�，減少的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．．

Answer 1

分析 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
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．
紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度，從而求出動(dòng)能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢(shì)能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：（1）刻度尺的讀數(shù)需讀到最小刻度的后一位，三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是：15.7．
（2）對(duì)于OB段，重錘重力勢(shì)能的減小量△E_p=mgh_OB=9.8×0.1254m J=1.23m J．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得
B點(diǎn)的瞬時(shí)速度v_B=$\frac{（0.1570-0.0951）m}{2×0.02S}$=1.55m/s，
則動(dòng)能的增加量E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=1.20m J
（3）重力勢(shì)能的減小量大于動(dòng)能的增加量，原因是因?yàn)橛心Σ辽鸁幔瑴p少的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
故答案為：（1）15.7，15.70、
（2）1.23m，1.20m；（3）大于，因?yàn)橛心Σ辽鸁幔瑴p少的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

點(diǎn)評(píng) 紙帶問題的處理時(shí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的問題．我們可以紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度，這是紙帶法實(shí)驗(yàn)中考查的重點(diǎn)．