题目内容

某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律.已知当地的重力加速度g=9.80m/s2
①实验小组选出一条纸带如图乙所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,测得h1=12.01cm,h2=19.15cm,h3=27.86cm.打点计时器通以50Hz的交流电.根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了  J;此时重锤的动能比开始下落时增加了   J,根据计算结果可以知道该实验小组在做实验时出现的问题是      .(重锤质量m已知)

②在图乙所示的纸带基础上,某同学又选取了多个计数点,并测出了各计数点到第一个点O的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出的图线应是如下图中的  .图线的斜率表示  

①1.88m,1.96m,该实验小组做实验时先释放了纸带,然后再合上打点计时器的电键 或者 释放纸带时手抖动了;②D,重力加速度g

解析试题分析:①当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了△Ep=mgh2=m×9.80×0.1915J=1.88m.
此时重锤的动能比开始下落时增加了= =1.96m.
动能的增加量大于重力势能的减小量原因可能是实验时先释放了纸带,然后再合上打点计时器的电键 或者 释放纸带时手抖动了.
②根据机械能守恒定律有:mgh=,v2=2gh,知v2与gh成正比,因为该实验是运用了乙图的纸带,可能实验时先释放了纸带,然后再合上打点计时器的电键,知测量的h为零,速度不为零.故D正确.图线的斜率等于重力加速度g.
考点:验证机械能守恒定律。

练习册系列答案
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(8分)两位同学用如图所示装置,通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。

(1)实验中必须满足的条件是        
A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
D.两球的质量必须相等
(2)测量所得入射球A的质量为mA,被碰撞小球B的质量为mB,图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影,实验时,先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放,找到其平均落点的位置P,测得平抛射程为OP;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与小球B相撞,分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N,测得平抛射程分别为OM和ON。当所测物理量满足表达式                 时,即说明两球碰撞中动量守恒;如果满足表达式               时,则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞。

(3)乙同学也用上述两球进行实验,但将实验装置进行了改装:如图所示,将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点。实验时,首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,撞击点为B′;然后将木条平移到图中所示位置,入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,确定其撞击点P′;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与球B相撞,确定球A和球B相撞后的撞击点分别为M′和N′。测得B′与N′、P′、M′各点的高度差分别为h1、h2、h3。若所测物理量满足表达式                 时,则说明球A和球B碰撞中动量守恒。

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