Question

在用自由落體運動驗證機械能守恒定律時，某同學按照正確的操作選得紙帶如圖所示。其中O點是起始點，A、B、C是打點計時器連續打下的三個點，該同學用毫米刻度尺測量O點到A、B、C各點的距離，并記錄在圖中（單位cm）。已知打點計時器電源頻率為50Hz，重錘質量為m，當地重力加速度g=9．80m/s²。

（1）這三組數據中不符合有效數字讀數要求的是_______________；
（2）該同學用重錘取OB段的運動來驗證機械能守恒定律，先計算出該段重錘重力勢能的減小量為_________，接著從打點計時器打下的第一個點O數起，數到圖中B點是打點計時器打下的第9個點，他用v_B=gt計算跟B點對應的物體的瞬時速度，得到動能的增加量為___________（均保留三位有效數字）。這樣他發現重力勢能的減小量__________（填“大于”或“小于”）動能的增加量，造成這一錯誤的原因是                                  。

Answer 1

（1）OC；（2）1.22m，1.23m，小于，實際測得的高度比自由落體對應下落的高度小

試題分析：（1）毫米刻度尺測量長度，要求估讀即讀到最小刻度的下一位．
這三個數據中不符合有效數字讀數要求的是OC段：15.7，應記作15.70cm．
（2）重力勢能減小量
中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小：
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，
（3）即：重力勢能的減少量小于動能的增加量，原因是：v是按照自由落體計算的，實際運動不是自由落體運動，有阻力，對應的下落高度比實際測得的高度要大．
點評：正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發進行分析所需實驗器材、實驗步驟、所測數據等，會起到事半功倍的效果．