Question

【题目】在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示.其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50 Hz.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中（单位：cm）

（1）这五个数据中不符合有效数字读数要求的是哪一段________.（填OA、OB、OC、OD或OE）

（2）该同学用重锤在OC段的运动来验证机械能守恒，OC距离用h来表示，他用vc=计算与C点对应的重锤的瞬时速度，得到动能的增加量，这种做法（填“对”或“不对”）___________.

（3）在验证机械能守恒定律时，如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图象应是一条直线能验证机械能守恒定律，图线的斜率表示_______________。

（4）从下列器材中选出实验所必须的，其编号为_____________.

A．打点计时器（包括纸带）； B．重锤； C．天平；

D．毫米刻度尺； E．秒表； F．运动小车

（5）若O点到某计数点的距离用h表示，重力加速度为g，该点对应重锤的瞬时速度为v，则实验中要验证的等式为________________.

（6）若重锤质量m=2.00×10-1kg，重力加速度g=9.80 m/s2，由图中给出的数据，可得出从O点到打下D点，重锤重力势能的减少量为_______________ J，而动能的增加量为____________ J（均保留三位有效数字）.

Answer 1

【答案】 oB 不对 重力加速度 ABD 0.380 0.376

【解析】（1）刻度尺读数是应在最小刻度1mm的基础上向下一位估读，即应当保留到小数点后的两位12.40cm，所以OB段读数不符合要求．
（2）在验证机械能守恒的实验中，由于存在阻力物体实际下落的加速度小于重力加速度，所以不应当用重力加速度g来表示某位置的速度，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小；即．
（3）可得出从O到某点，重锤重力势能的减少量为：mgh，动能的增加为： mv2-0
所以验证机械能守恒应当减少的重力势能等于增加的动能，即：mgh=mv2，整理得：gh=v2，可知v2-h图像的斜率等于重力加速度g.
（4）试验中要使用打点计时器（包括纸带），重锤和毫米刻度尺；由于质量从两边消掉了，故不需要天平测质量；也不需要秒表和小车；故选ABD.

（5）若O点到某计数点的距离用h表示，重力加速度为g，该点对应重锤的瞬时速度为v，则实验中要验证的等式为gh=v2.

（6）从O到D点，重锤重力势能的减少量为：mghOD=0.200×9.80×0.1941J=0.380J
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小，

动能的增加为： mvD2-0=0.376J