题目内容
【题目】某同学用重锺做“验证机械能守恒定律”的实验。让重锤从高处由静止开始下落,打点计时器就在重锤拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律。
⑴下面是本实验的几个操作步骤,请在横线上填写合适的文字。
A.右图中图___________ (选填“甲”或“乙”)所示安装方案更好一些,按此示意图组装实验器材;
B.将打点计时器接到___________ (选填“直流”或“交流”)电源上;
C.用天平测出重锤的质量m=1.00kg;
D.释放纸带,然后接通电源开关打出一条纸带;
E.重复步骤D多次,得到多条纸带。
在以上实验步骤中,操作不当的是___________(选填步骤前的字母)。
F.从打出的纸带中选择一条点迹清晰的纸带如图丙所示.把第一个点记作0,在便于测量的地方另选连续的4个点A、B、C、D,测量出A、B、C、D各点到0点的距离分别为62.99cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm。
G.已知当地重力加速度为9.80m/s2,打点计时器的打点周期为0.02s,从打O点到打C点的过程中,重锤减少的重力势能=___________ J,增加的动能=___________ J。(结果均保留三位有效数字)H.本次实验中可以得到的结论是:在实验误差允许的范围内,___________ 。
I.该同学重复分析多条纸带,发现重锤减少的重力势能总是比它增加的动能略大一些,你认为造成此结果的原因是 ___________ 。
【答案】 乙 交流 D 7.62J 7.56 J(7.55-7.57) 重锤的机械能守恒 原因为重锤还需要克服阻力做功
【解析】(1)A、在用自由落体“验证机械能守恒定律”时,我们是利用自由下落的物体带动纸带运动,通过打点计时器在纸带上打出的点求得动能及变化的势能;对于方案乙,能确保纸带处于竖直面上,
B、在实验中要有重物、纸带和打电计时器,而打点计时器需要交流电源;
C、而在数据处理中,要求物体的动能与势能,则需要测物体的质量,
D、在实验时,应该接通电源开关,然后释放纸带打点,故操作不当的是D;
(2)从O到C过程,重力势能的减小量为:△Ep=mghOC=1×9.8×0.7776J≈7.62J.
C点的速度为:,
则动能的增加量为:△Ek=mvC2=×1×3.892=7.57J.在实验误差允许的范围内,重力势能的减小量与动能的增加量相等,机械能守恒.
该同学重复分析多条纸带,发现重锤减少的重力势能总是比它增加的动能略大一些,你认为造成此结果的原因是存在阻力作用.