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的纸带如图所示．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50Hz，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读数要求的是（选填“A”“B”“C”“D”或“E”）点读数．
（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（选填“对”或“不对”）．
（3）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 ．
（4）若重锤质量m=2.00×10﹣1 kg，重力加速度g=9.8m/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，动能的增加量为 J（均保留三位有效数字），本实验得出的结论是 ．

Answer 1

【答案】
（1）B
（2）不对
（3）gh=
（4）0.380,0.376,在误差允许范围内重力势能减少量等于动能的增加量
【解析】解：（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B点读数不符合要求．（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vC= = ；故不对

打点计时器的时间间隔T=0.02s．（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

根据机械能守恒减少的重力势能应等于增加的动能，即：mgh= mv2

整理得：gh= v2（4）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，

vD= = m/s=1.94m/s

动能的增加为： mvD2﹣0=0.376J

结论是：在误差允许范围内重力势能减少量等于动能的增加量．

所以答案是：（1）B（2）不对（3）gh= （4）0.380、0.376 在误差允许范围内重力势能减少量等于动能的增加量．