Question

3．某同學(xué)在做“探究動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒”的實驗中，采用重物自由下落的方法，得到一條點跡清晰的紙帶，實驗器材及打出的紙帶如圖1所示．已知打點計時器打點周期為0.02s，當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.80m/s²，測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg．把紙帶中第一個點記作O（此時重物的速度為零），另選打點計時器連續(xù)打下的3個點A、B、C為計數(shù)點，該同學(xué)用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離，并記錄在圖2中．

（1）這三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是15.7cm，應(yīng)記作15.70cm．
（2）該同學(xué)更正了有誤的數(shù)據(jù)后，計算重物由O點運(yùn)動到B點的過程的重力勢能減少量為1.24J，動能增加量為1.20J．（計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）
（3）實驗中發(fā)現(xiàn)得到的結(jié)果總是重力勢能的減少量大于（選填“大于”、“小于”或“等于”）動能的增加量，分析產(chǎn)生這一誤差的原因可能是重錘下落過程中克服阻力做功，重力勢能沒有完全轉(zhuǎn)化為動能（寫出一條即可）

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(yùn)動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算出打出某點時紙帶運(yùn)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；
（3）由于物體下落過程中存在摩擦阻力，重力勢能沒有完全轉(zhuǎn)化為動能．

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(yīng)記作15.70cm．
②重力勢能減小量：△E_p=mgh=9.8×0.127m J=1.24J
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：
${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.157-0.095}{0.04}$=1.55m/s
動能的增量為：$△{E}_{K}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×1.5{5}^{2}=1.20J$
（3）實驗中發(fā)現(xiàn)得到的結(jié)果總是重力勢能的減少量大于動能增加量，
由于物體下落過程中存在摩擦阻力，重力勢能沒有完全轉(zhuǎn)化為動能．
故答案為：（1）15.7，15.70；（2）1.24，1.20，
（3）大于，重錘下落過程中克服阻力做功，重力勢能沒有完全轉(zhuǎn)化為動能

點評 （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(yùn)動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算出打出某點時紙帶運(yùn)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．