Question

【題目】在用重錘下落來驗證機械能守恒時，某同學按照正確的操作選得紙帶如圖所示.其中O是起始點，A、B、C、D、E是打點計時器連續(xù)打下的5個點，打點頻率為50 Hz.該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C、D、E各點的距離，并記錄在圖中（單位：cm）

（1）這五個數據中不符合有效數字讀數要求的是哪一段________.（填OA、OB、OC、OD或OE）

（2）該同學用重錘在OC段的運動來驗證機械能守恒，OC距離用h來表示，他用vc=計算與C點對應的重錘的瞬時速度，得到動能的增加量，這種做法（填“對”或“不對”）___________.

（3）在驗證機械能守恒定律時，如果以為縱軸，以h為橫軸，根據實驗數據繪出的圖象應是一條直線能驗證機械能守恒定律，圖線的斜率表示_______________。

（4）從下列器材中選出實驗所必須的，其編號為_____________.

A．打點計時器（包括紙帶）； B．重錘； C．天平；

D．毫米刻度尺； E．秒表； F．運動小車

（5）若O點到某計數點的距離用h表示，重力加速度為g，該點對應重錘的瞬時速度為v，則實驗中要驗證的等式為________________.

（6）若重錘質量m=2.00×10-1kg，重力加速度g=9.80 m/s2，由圖中給出的數據，可得出從O點到打下D點，重錘重力勢能的減少量為_______________ J，而動能的增加量為____________ J（均保留三位有效數字）.

Answer 1

【答案】 oB 不對 重力加速度 ABD 0.380 0.376

【解析】（1）刻度尺讀數是應在最小刻度1mm的基礎上向下一位估讀，即應當保留到小數點后的兩位12.40cm，所以OB段讀數不符合要求．
（2）在驗證機械能守恒的實驗中，由于存在阻力物體實際下落的加速度小于重力加速度，所以不應當用重力加速度g來表示某位置的速度，根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點時小車的瞬時速度大小；即．
（3）可得出從O到某點，重錘重力勢能的減少量為：mgh，動能的增加為： mv2-0
所以驗證機械能守恒應當減少的重力勢能等于增加的動能，即：mgh=mv2，整理得：gh=v2，可知v2-h圖像的斜率等于重力加速度g.
（4）試驗中要使用打點計時器（包括紙帶），重錘和毫米刻度尺；由于質量從兩邊消掉了，故不需要天平測質量；也不需要秒表和小車；故選ABD.

（5）若O點到某計數點的距離用h表示，重力加速度為g，該點對應重錘的瞬時速度為v，則實驗中要驗證的等式為gh=v2.

（6）從O到D點，重錘重力勢能的減少量為：mghOD=0.200×9.80×0.1941J=0.380J
根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大小，

動能的增加為： mvD2-0=0.376J