Question

实验题

在用落体法验证机械能守恒定律时，某小组按照正确的操作得到一条纸带，如图．其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点．用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中，单位：cm （已知打点计时器所用电源的频率为50HZ,当地的重力加速度大小为g＝9．80 m/s²，重锤质量为m，计算结果均保留三位有效数字）．

（1）这三个数据中不符合有效数字读数要求的是______段的读数，应记作____cm．

（2）甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒定律，他用AC段的平均速度作为B点对应的瞬时速度v_B，则求得该过程中重锤的动能的增加量为__________，重力势能的减少量为__________．这样验证的系统误差总是使动能的增加量__________重力势能的减少量（选填“＞”、“＜”或“＝” ）

（3）乙同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒定律，他将打点计时器打下的第一个点O记为第1个点，图中的B是打点计时器打下的第9个点．因此他用v＝gt计算与B点对应的瞬时速度v_B，得到动能的增加量为__________，这样验证的系统误差总是使动能的增加量_________重力势能的减少量．

（4）上述两种处理方法中，你认为合理的是______同学所采用的方法（填“甲” 或“乙” ）

Answer

（1）OC，15．70；

（2）1．20m，1．22m，<；

（3）1．23m，>

（4）甲

【解析】试题分析：（1）毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位．这三个数据中不符合有效数字读数要求的是OC段：15．7，应记作15．70cm．

（2）中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：，，该过程中重锤的动能增加量，重力势能减小量，由于物体下落过程中存在摩擦阻力，这样验证的系统误差总是使．

（3），即：重力势能的减少量小于动能的增加量，原因是：v是按照自由落体计算的，实际运动不是自由落体运动，有阻力，对应的下落高度比实际测得的高度要大．这样验证的系统误差总是使．

（4）上述两种处理方法中，合理的是甲．

考点：验证机械能守恒定律实验

【名师点睛】纸带问题的处理时力学实验中常见的问题．我们可以纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．