题目内容

(1)通常用的游标卡尺,在游标上有20个小等分刻度,它们的总长度为19mm,它的每一分度与主尺的最小分度1mm相差mm.如图所示为用20分度的游标卡尺测量一金属钢笔杆某处直径时的示数,则钢笔杆此处的直径为______cm.
(2)某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律.频闪仪每隔0.05s闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度9.8m/s2,小球质量m=0.2kg,结果保留三位有效数字):
时刻t2t3t4t5
速度(m/s)4.994.483.98?
①由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=______m/s;
②从t2到t5时间内,重力势能增量△Ep=______J,动能减少量△Ek=______J;
③在误差允许的范围内,若△Ep与△Ek近似相等,从而验证了机械能守恒定律.由上述计算得△E p______△E k  (选填“>”、“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是______.
【答案】分析:(1)游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读.游标的0刻度线超过主尺的示数为主尺读数,用游标的最小分度值乘以对齐的第几根数为游标读数.
(2)①在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,据此可以求t5时刻的速度大小;
②根据重力做功和重力势能之间的关系可以求出重力势能的减小量,根据起末点的速度可以求出动能的增加量.
③由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在,导致动能的减小量没有全部转化为重力势能.
解答:解:(1)主尺读数为10mm,游标读数为0.05×11mm=0.55mm,所以最终读数为10.55mm=1.055cm.
(2)①在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,所以有:
v5==3.48m/s
②根据重力做功和重力势能的关系有:△Ep=mg(h2+h3+h4)=1.24J
v2==4.99m/s
△Ek=mv52-mv22=1.28J
③由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在,导致动能减小量没有全部转化为重力势能,因此△E p<△E k.
故答案为:
(1)1.055
(2)①3.48;②1.24 1.28;③<纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在
点评:(1)解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法,用主尺读数加上游标读数,不需估读.
(2)本题考查了验证机械能守恒定律中的数据处理方法,以及有关误差分析,尤其是误差分析是难点,要学会根据可能产生误差的原因进行分析.
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