Question

在用自由落体运动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点是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位cm）．已知打点计时器电源频率为50Hz，重锤质量为m，当地重力加速度g=9.80m/s²．

（1）这三组数据中不符合有效数字读数要求的是

OC

．
（2）该同学用重锤取OB段的运动来验证机械能守恒定律，先计算出该段重锤重力势能的减小量为

1.22m

，打点计时器打下的第一个点是O，计算跟B点对应的物体的瞬时速度，得到动能的增加量为

1.20m

（均保留三位有效数字）．这样他发现重力势能的减小量

大于

（填“大于”或“小于”）动能的增加量，造成这一误差的原因是

纸带与打点计时器之间有摩擦使机械有少量的损失

．

Answer 1

分析：（1）毫米刻度尺最小刻度是1mm，所以需要估读到下一位．
（2）动能的增加量：

1

2

mv²，势能的减小量：mgh；由于物体下落过程中存在摩擦阻力，因此动能的增加量小于势能的减小量．

解答：解：（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OC段：15.7，应记作15.70cm．
故答案为：OC．
（2）重力势能减小量△E_p=mgh=9.8×0.1242m J=1.22mJ
中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：
vB=

xAC

2T

=1.55m/s
E_kB=

1

2

m

v

2 B

=1.20mJ
由于物体下落过程中存在摩擦阻力，因此动能的增加量小于势能的减小量，
故答案为：1.22m；1.20m；大于；纸带与打点计时器之间有摩擦使机械有少量的损失．

点评：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等，会起到事半功倍的效果．