题目内容
17.用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验,让质量为m=1kg的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图乙所示,O点为刚释放重锤时打出的点,相邻两记数点的时间间隔为0.02s,g取10m/s2.求(结果保留两位有效数字):(1)打点计时器打下记数点B时,重锤的速度vB=0.97m/s;
(2)从打点O到打下记数点B的过程中,重锤重力势能的减小量△EP=0.49J,动能的增加量△EK=0.47J;
(3)由此可得出的结论是:在误差允许的范围内,重锤的机械能守恒.
分析 (1)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点的瞬时速度.
(2、3)根据新建的高度求出重力势能的减小量,结合B点的速度求出动能的增加量,通过比较得出实验的结论.
解答 解:(1)B点的瞬时速度等于AC段的平均速度,则有:${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{(7.02-3.13)×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=0.97m/s.
(2)从打点O到打下记数点B的过程中,重锤重力势能的减小量为:△EP=mgh=1×10×4.86×10-2J=0.49J,
动能的增加量为:$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×0.9{7}^{2}$≈0.47J.
(3)实验的结论是:在误差允许的范围内,重锤的机械能守恒.
故答案为:(1)0.97m/s,(2)0.49J,0.47J,(3)在误差允许的范围内,重锤的机械能守恒.
点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法,会根据纸带求解瞬时速度,从而得出动能的增加量,会根据下降的高度求出重力势能的减小量.
练习册系列答案
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A. | 小球做类平抛运动 | |
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B. | X原子核中含有140个核子 | |
C. | 因为裂变时释放能量,根据E=2mc2,所以裂变后的总质量数增加 | |
D. | 因为裂变时释放能量,出现质量亏损,所以生成物的总质量数减少 |
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B. | 变压器原、副线圈的匝数比为1:20 | |
C. | 进入电动机的电流的频率是100Hz | |
D. | 开关K闭合后电压表的示数不变,电流表的示数变大 |