题目内容
【题目】某研究性学习小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律.让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置,若不考虑空气阻力,小球的机械能应该守恒,即mv2=mgh.直接测量摆球到达B点的速度v比较困难,现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动,利用平抛的特性来间接地测出v.图中,悬点正下方P点处放有水平放置的炽热的电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出做平抛运动.在地面上放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹.用重垂线确定出A、B点的投影点N、M.重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放),球的落点痕迹如图乙所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐.用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B 两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离s,即可验证机械能守恒定律.已知重力加速度为g,小球的质量为m.
(1)根据图乙可以确定小球平抛运动时的水平射程为______cm;
(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0=________________;
(3)用测出的物理量表示出小球从A到B过程中,重力势能的减少量ΔEp=__________,动能的增加量ΔEk=__________.
【答案】 65.0(64.5~65.5)
【解析】(1)先确定小球着落点,以这些点所围成的最小圆,则着落点在圆心处,最为准确;再根据刻度尺的读数原则,可知其读数为:65.0cm.
(2)物体从B点平抛,所以有:
x=v0t ①
h2= gt2 ②
联立①②解得:
(3)重力势能的减小量等于重力做功:△Ep=mgh=mg(h1-h2)
动能增量为:
练习册系列答案
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