Question

8．在用落體法驗證機械能守恒定律時，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖2所示．其中O是起始點，A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點．該同學(xué)用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離，并記錄在圖中（單位：cm）

（1）該同學(xué)用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒，已知重錘質(zhì)量為1.0kg，當?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)計算或分析重物由O點運動到B點的過程，則該段重錘重力勢能的減少量為1.22J，而動能的增加量為1.20J（均保留3位有效數(shù)字）
（2）這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量大于（“大于”、“等于”、“小于”）動能的增加量，原因是重物下落受到阻力作用，必須克服摩擦力、空氣阻力等做功；或者長度測量誤差．（至少寫出一條原因）

Answer 1

分析 紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度，從而求出動能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：重力勢能減小量：△E_p=mgh=1×9.8×0.1242 J=1.22J
中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大�。�
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=1.55m/s
動能的增量為：
△E_k=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=1.20J
由于物體下落過程中存在摩擦阻力，因此動能的增加量小于勢能的減小量，重力勢能沒有完全轉(zhuǎn)化為動能．
故答案為：（1）1.22，1.20；
（2）大于，重物下落受到阻力作用，必須克服摩擦力、空氣阻力等做功；或者長度測量誤差．

點評 正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)進行分析所需實驗器材、實驗步驟、所測數(shù)據(jù)等，會起到事半功倍的效果．