题目内容

用落体验证机械能守恒定律的实验
(1)为进行该实验,备有下列器材可供选择
铁架台、打点计时器、复写纸片、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关.其中不必要的器材是______.缺少的器材是______.
(2)若实验中所用重物的质量m=1㎏,打点时间间隔为0.02s,
打出的纸带如图所示,O、A、B、C、D为相邻的几点,测的OA=0.78cm、OB=1.79cm、OC=3.14cm、OD=4.90cm,查出当地的重力加速度g=9.80m/s2,则重物在B点时的动能EAB=______ J.从开始下落到B点的过程中,重物的重力势能减少量是______J,由此得出的结论是______.

【答案】分析:(1)通过实验的原理出发,确定所需测量的物理量,从而确定所需的器材,以及不必要的器材.
(2)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B点的动能,根据下降的高度求出物体重力势能的减小量,从而判断机械能是否守恒.
解答:解:(1)该实验中,要有做自由落体运动的物体重锤;通过打点计时器来记录物体运动时间,不需要秒表,打点计时器需要的是交流电源,因此低压直流电源不需要,缺少低压交流电源,由于验证机械能公式中可以把物体质量约掉,因此不需要天平,同时实验中缺少刻度尺.
(2)B点的速度m/s=0.59m/s,则B点的动能=0.174J.
重物重力势能的减小量△Ep=mgh=1×9.8×0.0179J=0.175J.
在实验误差允许的范围内减少的物体重力势能等于其增加的动能,物体自由下落过程中机械能守恒
故答案为:天平、秒表、低压直流电源
重锤、刻度尺、低压交流电源(或交流电源)     0.174    0.175    
 在实验误差允许的范围内减少的物体重力势能等于其增加的动能,物体自由下落过程中机械能守恒.
点评:解决本题的关键掌握实验的原理,以及掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度和加速度.
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