Question

【題目】用自由落體法驗證機械能守恒定律時，某同學按照正確的操作選出的紙帶如圖。其中O是起始點，A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點。該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離，并記錄在圖中（單位：cm）（已知重錘的質(zhì)量為0.1kg，打點時間間隔為0.02 s）。

（1）這三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是____________（填“9.51”或“12.42”或“15.7”），應記作____________cm。

（2）該同學用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒，已知當?shù)氐闹亓�加速�?/span>，他用AC段的平均速度作為跟B點對應的物體的瞬時速度，則該段重錘重力勢能的減少量為_________，而動能的增加量為________（均保留三位有效數(shù)字）。這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量_________動能的增加量（填“大于”“小于”“等于”），原因是_____________。

Answer 1

【答案】15.7 15.70 0.122J 0.120J 大于 v是實際速度，因為有摩擦生熱，減少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

【解析】

（1）[1][2]毫米刻度尺測量長度的精確度為1mm，要求估讀即讀到下一位0.1mm，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，應記作15.70cm。

（2）[3]重錘在OB段重力勢能減小量：

△EP=mgh=0.1×9.8×0.1242J=0.122J

[4]由勻變速直線運動的推論，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：

則重錘在OB段動能的增量為：

[5]由計算結(jié)果可知重力勢能的減少量大于動能的增加量；

[6]由于物體下落過程中存在摩擦阻力，因此動能的增加量小于勢能的減小量，重力勢能沒有完全轉(zhuǎn)化為動能。