题目内容
11.在做“利用重物自由下落验证机械能守恒定律”的实验时,某同学按照正确的操作所选的纸带如图所示,其中O点是起始点,A、B、C是打点计时器连续扣下的3个点该同学用毫米刻度尺测量.点到A、B、C各点的距离,并记录在图中已知电源的频率是50Hz,当地重力加速度g=9.8m/s2.(1)这三个数据中,不符合有效数字读数要求的测量段是OC段
(2)一位同学根据重物在OB段的运动来验证机械能守恒他从打点计时器打下的第一个点数起,图中的B是打点计时器打下的第9个点因此他用vB=gt来计算与B点对应的重物的瞬时速度,得到动能的增加量为1.23m J,此时重物的重力势能的减少量为1.22m J(结果保留三位有效数字,重物的质量用m表示,其单位为kg).
分析 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度,但本题却要求运用vB=gt,因此必须确定从O到B的时间,从而确定速度,进而得出动能的增加量,根据重锤下落的高度求出重力势能的减小量.
解答 解:(1)毫米刻度尺测量长度,要求估读即读到最小刻度的下一位.
这三个数据中不符合有效数字读数要求的是OC段:15.7,应记作15.70cm.
(2)图中的B是打点计时器打下的第9个点,根据运动学公式,
vB=gt=9.8×0.02×8=1.568m/s
EkB=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}×m×1.56{8}^{2}$=1.23m J
重力势能减小量△Ep=mgh=9.8×0.1242m J=1.22mJ
故答案为:(1)OC;(2)1.23m,1.22m.
点评 纸带问题的处理时力学实验中常见的问题.我们可以纸带法实验中,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和加速度,注意运用vB=gt求得速度的错误性.
练习册系列答案
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