在利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí),一名學(xué)生按照正確的操作,得到了如圖所示的紙帶。 其中,O點(diǎn)為起點(diǎn)地磁場(chǎng)方向,A、B、C為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)記錄的三個(gè)點(diǎn)。 學(xué)生用毫米尺測(cè)量O點(diǎn)到A、B、C點(diǎn)的距離,并記錄在圖中(單位cm)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz,則點(diǎn)計(jì)時(shí)器的質(zhì)量重量為m,當(dāng)?shù)?a href='http://m.njxqhms.com/redianxinxi/126376.html' title='(知識(shí)點(diǎn))單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)原理' target='_blank'>重力加速度g=9.80m/s2。
(1) 學(xué)生利用OB節(jié)中重物的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。 他首先計(jì)算出該段重物的重力勢(shì)能減少量為1.22mJ,然后從計(jì)時(shí)器標(biāo)記的第一個(gè)O點(diǎn)開(kāi)始計(jì)數(shù)。 圖中的B點(diǎn)就是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器標(biāo)記的第九個(gè)點(diǎn)。 他用vB=gt計(jì)算了B點(diǎn)對(duì)應(yīng)重物的瞬時(shí)速度,得出動(dòng)能的增加為1.23mJ(保留三位有效數(shù)字)。 這樣地磁場(chǎng)方向,他發(fā)現(xiàn)重力勢(shì)能的減少量小于(填寫(xiě)“大于”或“小于”)動(dòng)能的增加量。 造成這個(gè)誤差的原因是實(shí)際測(cè)量的高度小于自由落體對(duì)應(yīng)的高度。
(2)如果在學(xué)生選擇的紙帶中,擊中O點(diǎn)時(shí)物體釋放,定時(shí)器擊中A點(diǎn)時(shí)物體的速度為v,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中說(shuō):測(cè)得的v =2.36m/s ,h=27.73cm,據(jù)此可得:
$frac{1}{2}$v2=2.785m2/s2,gh=2.718m2/s2.
在誤差范圍內(nèi),兩者相等,即證明了機(jī)械能守恒定律。
老師批語(yǔ):“數(shù)據(jù)不是實(shí)驗(yàn)結(jié)果!” 原因是,由于阻力的存在,重物在下落過(guò)程中勢(shì)能的減少不能小于其動(dòng)能的增加。