Question

9．在用落體法驗(yàn)證動(dòng)能定理時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖．其中O是打下的第一個(gè)點(diǎn)（起始點(diǎn)），A、B、C是紙帶上的3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，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4.92cm、19.62cm、44.1cm，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），應(yīng)記作15.70cm．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先接通電源，再釋放紙帶（填：釋放紙帶或接通電源）．
（3）兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間0.1s
（4）該同學(xué)用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證動(dòng)能定理，重錘質(zhì)量1kg，已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=10m/s²，則OB段重錘重力做功為1.96 J，動(dòng)能的增加量為1.92 J（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）．
（5）這樣驗(yàn)證總會(huì)出現(xiàn)重力所做的功大于動(dòng)能的增加量（填“大于”、“等于”、“小于”），原因是紙帶于限位孔之間有摩擦阻力．

Answer 1

分析 （1）毫米刻度尺最小刻度是1mm，所以需要估讀到下一位．
（2）明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理，知道紙帶要從零開(kāi)始下落；
（3）根據(jù)打點(diǎn)周期和選定的計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行分析，即可得出時(shí)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；
（4）動(dòng)能的增加量：$\frac{1}{2}$mv²，勢(shì)能的減小量：mgh；由于物體下落過(guò)程中存在摩擦阻力，因此動(dòng)能的增加量小于勢(shì)能的減小量．
（5）根據(jù)原理的設(shè)制分析實(shí)驗(yàn)誤差．

解答 解：（1）毫米刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度，要求估讀即讀到最小刻度的下一位．
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段：15.7，應(yīng)記作15.70cm．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證物體從零開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶；
（3）因兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，故說(shuō)明中間有五個(gè)間隔；每?jī)蓚�(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s；故計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s；
（4）重力勢(shì)能減小量△E_p=mgh=9.8×0.1962×1 J=1.96J
中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度來(lái)求B的速度大小：
v_B=$\frac{{s}_{AC}}{0.02×2}$=$\frac{0.441-0.0492}{2×0.1}$=1.96m/s；
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}$×1×1.96²=1.92J；
（3）由于物體下落過(guò)程中存在摩擦阻力，因此勢(shì)能的減小量大于動(dòng)能的增加量，
故填：大于；因?yàn)橛心Σ磷枇�，�?dǎo)致減少的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
故答案為：（1）OC，15.70
（2）接通電源 釋放紙帶；
（3）0.1；
（4）1.96；1.92；
（5）大于；帶于限位孔之間有摩擦阻力

點(diǎn)評(píng) 正確解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、所測(cè)數(shù)據(jù)等，會(huì)起到事半功倍的效果．