Question

3．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读数要求的是15.7，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，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1.23m，而动能的增加量为1.20m，（均保留3位有效数字，重锤质量用m表示）．
（3）这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是因为有摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能．．

Answer 1

分析 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．

解答 解：（1）刻度尺的读数需读到最小刻度的后一位，三个数据中不符合有效数字读数要求的是：15.7．
（2）对于OB段，重锤重力势能的减小量△E_p=mgh_OB=9.8×0.1254m J=1.23m J．
利用匀变速直线运动的推论得
B点的瞬时速度v_B=$\frac{（0.1570-0.0951）m}{2×0.02S}$=1.55m/s，
则动能的增加量E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=1.20m J
（3）重力势能的减小量大于动能的增加量，原因是因为有摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能．
故答案为：（1）15.7，15.70、
（2）1.23m，1.20m；（3）大于，因为有摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能．

点评 纸带问题的处理时力学实验中常见的问题．我们可以纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，这是纸带法实验中考查的重点．