Question

6．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的纸带如下．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改正，应记作15.70cm．
（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，则该段重锤重力势能的减少量为1.22mJ，而动能的增加量为1.20mJ，（均保留3位有效数字，重锤质量用m表示）．

Answer 1

分析 根据重力势能和重力做功之间的关系，可以求出重力势能的减小量，根据初末速度的大小可以求出动能的增加量；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．

解答 解：（1）采用mm刻度尺进行测量，最小分度为1mm，故在读数时应保留至0.1mm位；故15.7cm读数不符合有效数字要求，应读做15.70cm；
（2）重力势能的减小量等于重力做功，故有：△E_P=mgh_OB=m×9.80×0.1242=1.22m J；
根据匀变速直线运动规律，B点的速度为：v_B=$\frac{0.1570-0.0951}{2×0.02}$=1.55m/s，
所以动能的增量为：△E_k=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}×m×$（1.55）²=1.20mJ．
故答案为：（1）15.70；（2）1.22m，1.20m

点评 本题考查验证机械能守恒定律的应用；熟练应用运动学规律处理问题，要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒，明确功能关系