Question

11．在用重錘下落來驗(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時(shí)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)用毫米刻度尺測量O到A、B、C、D、E各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中（單位：cm）
（1）圖中五個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是B（填A(yù)、B、C、D或E）點(diǎn)到O點(diǎn)的距離；
（2）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點(diǎn)到打下D點(diǎn)，重錘重力勢(shì)能的減少量為0.380J，而動(dòng)能的增加量為0.376J（均保留三位有效數(shù)字），上述兩空數(shù)據(jù)不相等的原因是下落過程中受到摩擦等阻力作用．

Answer 1

分析 根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出D點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量．

解答 解：（1）每個(gè)數(shù)據(jù)小數(shù)點(diǎn)后面保留兩位小數(shù)，可知B不符合讀數(shù)要求．
（2）從O點(diǎn)到打下D點(diǎn)，重錘重力勢(shì)能的減少量為：
△E_p=mgh=0.2×9.8×0.1941J≈0.380J
D點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：
${v}_{D}=\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{0.2347-0.1571}{0.04}m/s$=1.94m/s
則動(dòng)能的增加量為：
$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{D}}^{2}=\frac{1}{2}×0.2×1.9{4}^{2}$J≈0.376J．
上述兩空數(shù)據(jù)不相等的原因是下落過程中受到摩擦等阻力作用．
故答案為：（1）B；（2）0.380，0.376；（3）下落過程中受到摩擦等阻力作用．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢(shì)能的減小量．