题目内容

【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,ABC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OABC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________________

【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.

3v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

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