题目内容

【题目】在验证机械能守恒定律的实验中,一同学进行如下操作

A.将打点计时器水平固定在铁架台上

B.将长约的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器,用手提着纸带,使重物静止在靠近打点计时器的地方

C.先松开纸带,再接通电源,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列的点

D.换几条纸带,重复上面实验

E.在答出的纸带中挑选第一、第二两点间距接近2mm,且点迹清楚的纸带进行测量,先记下O第一个点的位置,再从后面较清晰的任意点开始依次再取四个计数点ABCD,求出相应位置对应的速度及其下落的高度.

F.将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中

G.根据以上测得数据计算相应的动能和重力势能,验证机械能守恒定律

(1)以上操作有错误的是______

(2)选出一条纸带如图所示,其中O点为起点,ABC为三个计数点,打点计时器通过周期为的交流电,用最小刻度为mm的刻度尺,测得这三个数字中不符合有效数字要求的是______,应写成______在计数点AB之间,BC之间还各有一个点未画出,重锤的质量为,根据以上数据,求当打点针打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______J;这时它的动能是______J.,结果保留三位有效数字

(3)实验中往往出现重锤重力势能的减少量大于动能的增加量,其主要原因是______

【答案】AC OC 摩擦阻力的作用

【解析】

(1)对于实验,我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚;

(2)纸带实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度从而求出动能根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值;

(3)明确该实验误差产生的原因,即可正确解答

(1)、应该将打点计时器竖直固定在铁架台上,故A错误;
C、实验时,应先接通打点计时器电源后释放重物,由于重物运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于数据的采集和处理,故C错误

(2)选用最小刻度为mm的刻度尺,应该估读到毫米的下一位,故OC读数不符合有效数字要求,应该读为
重力势能的减小量等于重力做功,因此有:

匀变速直线运动中,时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,因此有:

这时它的动能是

(3)由于空气阻力以及纸带与打点计时器之间的摩擦阻力作用,导致重力势能没有全部转化为动能,因此实验中往往出现重锤重力势能的减少量大于动能的增加量

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