Question

【題目】在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，某小組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)．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．（已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g＝9．80 m/s2，重錘質(zhì)量為m＝1 kg，計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）

（1）圖中的三個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是________段的讀數(shù)，應(yīng)記作________cm；

（2）甲同學(xué)用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，他用AC段的平均速度作為B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度vB，則求得該過(guò)程中重錘的動(dòng)能增加量ΔEk＝________J，重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝______J．這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使ΔEk_____ΔEp（選填“>”、“<”或“＝”）；

（3）乙同學(xué)根據(jù)同一條紙帶，同一組數(shù)據(jù)，也用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)O記為第1個(gè)點(diǎn)，圖中的B是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第9個(gè)點(diǎn)．因此他用v＝gt計(jì)算與B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度vB，求得動(dòng)能的增加量ΔEk＝________J．這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使ΔEk________ΔEp（選填“>”“<”或“＝”）．

（4）上述兩種處理方法中，你認(rèn)為合理的是________同學(xué)所采用的方法．（選填“甲”或“乙”）

Answer 1

【答案】（1）OC 15．70 （2）1．20 1．22 < （3）1．23 >

（4）甲

【解析】（1）毫米刻度尺讀數(shù)要估讀到毫米下一位，OC長(zhǎng)度讀數(shù)到1毫米，不符合讀數(shù)要求．應(yīng)記作15．70 cm．（2）AC段的平均速度即B點(diǎn)瞬時(shí)速度vB＝＝ m/s＝1．55 m/s，則系統(tǒng)增加的動(dòng)能ΔEk＝≈1．20 J，重力勢(shì)能減少了ΔEp＝mg≈1．22 J，由于摩擦力的作用，部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以ΔEk<ΔEp．（3）B是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第9個(gè)點(diǎn)，所以B點(diǎn)的速度vB＝gt＝g×8×0．02 s＝1．57 m/s，動(dòng)能的增加量ΔEk＝≈1．23 J，這樣做把加速度按照自由落體計(jì)算，沒(méi)有考慮摩擦力的作用，而實(shí)際上，由于摩擦力的作用，加速度a<g，所以vB＝gt應(yīng)大于實(shí)際對(duì)應(yīng)h的速度大小，所以會(huì)使得ΔEk>ΔEp．（4）乙方案中直接把加速度按照重力加速度計(jì)算，不符合事實(shí)，而且誤差大，所以合理的是甲方案．