题目内容
8.电磁打点计时器是一种计时装置,请根据电磁打点计时器的相关实验回答下列问题:(1)在验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1kg的重锤自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图所示,(相邻计数点的时间间隔为0.02s),单位:cm,g=10m/s2.那么:
①纸带的左端与重物相连.(填“左”或“右”)
②从起点O到打下计数点B的过程中,重力势能的减小量△EP=0.501J,物体动能的增加量△EK=0.480J.(取三位有效数字)
③通过计算,数值△EP 与△EK并不相等,这是因为下落过程中受阻力作用.
(2)某同学在测定匀变速直线运动的加速度时,得到了几条较为理想的纸带.他已在每条纸带上按每5个点取好计数点,即两计数点之间的时间间隔为0.1s,依打点先后编为0、1、2、3、4、5.由于不小心,几条纸带都被撕断了,如图所示,请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答①B、C、D三段中选出从纸带A上撕下的那段应该是C.②打A纸带时,物体的加速度大小是0.600m/s2.(取三位有效数字)
分析 (1)根据相等时间内的位移逐渐增大确定纸带的哪一端与重物相连.根据下降的高度求出重力势能的减小量,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,从而得出动能的增加量.
(2)根据连续相等时间内位移之差是一恒量确定哪段是撕下的纸带.结合该推论求出物体的加速度.
解答 解:(1)①重物拖着纸带自由下落,相等时间内位移越来越大,可知纸带的左端与重物相连.
②从起点O到打下计数点B的过程中,重力势能的减小量△EP=mgh=1×10×0.0501J=0.501J,B点的瞬时速度${v}_{B}=\frac{0.0706-0.0314}{0.04}m/s=0.98m/s$,则动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×0.9{8}^{2}$≈0.480J.
③通过计算,数值△EP 与△EK并不相等,这是因为下落过程中受阻力作用.
(2)根据连续相等时间内位移之差是一恒量知,${x}_{45}-{x}_{01}=4a{T}^{2}=4×6mm=24mm$,可知x45=54.0mm,故选C.
则加速度a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.006}{0.01}=0.600m/{s}^{2}$.
故答案为:(1)①左; ②0.501J;0.480J;③下落过程中受阻力作用.
(2)①C;②0.600;
点评 纸带的处理在高中实验中用到多次,需要牢固的掌握.实验原理是比较减少的重力势能和增加的动能之间的关系,围绕实验原理记忆实验过程和出现误差的原因.
练习册系列答案
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A. | O、B间的距离为$\sqrt{\frac{kQq}{μmg}}$ | |
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