Question

18．在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖，其中O點(diǎn)是打下的第一個(gè)點(diǎn)（起始點(diǎn)），A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn)．該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C各點(diǎn)的距離分別為9.51cm、12.42cm、15.7cm，并記錄在圖中（單位cm）．

①這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是OC（選填：OA、OB、OC），OC應(yīng)記作15.70．
②該同學(xué)用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，重錘質(zhì)量1.00kg，已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，則OB段重錘重力勢(shì)能的減少量為1.22J，動(dòng)能的增加量為1.20J（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）．
③這樣驗(yàn)證總會(huì)出現(xiàn)重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是因?yàn)橛心Σ辽鸁幔瑴p少的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

Answer 1

分析 根據(jù)重錘下落的高度求出重力勢(shì)能的減小量，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度得出B點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量．

解答 解：①刻度尺的讀數(shù)需讀到最小刻度的后一位，三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的OC段，應(yīng)讀作：15.70．
②對(duì)于OB段，重錘重力勢(shì)能的減小量△E_p=mgh_OB=1×9.80×0.1242J≈1.22J；
B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{（15.7-9.51）×1{0}^{-2}}{0.04}$=1.55m/s，則動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}×1×1.5{5}^{2}$=1.20J．
③重力勢(shì)能的減小量大于動(dòng)能的增加量，原因是減小的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
故答案為：（1）①OC   15.70cm
②1.22   1.20
③大于  因?yàn)橛心Σ辽鸁�，減少的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

點(diǎn)評(píng) 紙帶問(wèn)題的處理時(shí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的問(wèn)題．我們可以紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度，這是紙帶法實(shí)驗(yàn)中考查的重點(diǎn)．