Question

【题目】在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图．其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm)．

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

（2）该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，则该段重锤重力势能的减少量为_______，而动能的增加量为________，(均保留3位有效数字，重锤质量用m表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量，原因是______________________________．

（3）另一位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，不过他数了一下：从打点计时器打下的第一个点O数起，图中的B是打点计时器打下的第9个点．因此他用vB=gt计算跟B点对应的物体的即时速度，得到动能的增加量为________，这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量,原因是________________．

Answer 1

【答案】15.7 15.70 1.22m 1.20m 大于 有空气阻力和摩擦 1.23 m 小于 重锤实际下落加速度小于g，而用重力加速度g计算将重锤速度算大了

【解析】

（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15.7，应记作15.70cm．

（2）重力势能的减小量等于重力做功，故有：，

根据匀变速直线运动规律，B点的速度为：，

所以动能的增量为：

由于重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到较大的阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能，因此系统重力势能的减小量大于动能的增加量．

（3）v是按照自由落体计算的， 则物体动能的增加量为，势能的减少量将小于动能的增加量，因为速度是按照自由落体计算的，实际物体的运动不是自由落体，存在摩擦阻力，走相同位移需要的时间更多，因此速度计算偏大