题目内容
在验证机械能守恒的实验中,所用电源的频率为50 Hz,某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图所示(图中O是打点计时器打的第一个点,A、B、C、D、E分别是以每打两个点的时间作为计时单位取的计数点)。查得当地的重力加速度g =" 9.80" m/s2。根据纸带求:
(1) 若重锤质量为m,则重锤从起始下落至B时,减少的重力势能为多少?
(2)重锤下落到B时,动能为多大?
(3)从(1)、(2)的数据可得什么结论?产生误差的主要原因是什么?
【答案】
(1)(2)Ek =" 1.88" mJ(3)在实验误差允许的范围内,机械能守恒
【解析】
试题分析:(1)每两个计数点之间的时间间隔为:T=0.04s,
重力势能的减小量为:
B点时的速度为:
重锤下落到B点时增加的动能为:
根据计算结果可以得出该实验的实验结论:在误差允许的范围内,重锤减小的重力势能等于其动能的增加,验证了机械能守恒定律.
重锤减小的重力势能略大于其增加的动能,其原因是重锤在下落时要受到阻力作用(对纸带的摩擦力、空气阻力),必须克服阻力做功,减小的重力势能等于增加的动能加上克服阻力所做的功.
(2);
(3)在实验误差允许的范围内,重锤重力势能的减少等于其动能的增加,机械能守恒。产生误差的主要原因是重锤下落过程中受到阻力的作用(空气阻力、纸带与限位孔间的摩擦阻力及打点时的阻力)。
考点:验证机械能守恒定律.
点评:通过该题理解验证性实验的特点,把握实验原理,提升实验能力,该题是考查基础实验知识的好题.
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