题目内容
在“验证机械能守恒定律”的一次实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出五系列的点,如上图所示(相邻记数点时间间隔为0.02s):(g取9.8m/s2,结果保留二位有效数字)(1)纸带的 (用字母表示)端与重物相连;
(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB= m/s;
(3)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP= J,此过程中物体动能增加量△Ek= J;
(4)以h为横轴,v2/2为纵轴画v2/2-h图象为过原点的一条直线,其斜率为 .
(5)一般计算中△Ek小于△EP,原因是重物在下降过程中受到空气阻力和 .
【答案】分析:(1)物体下落,在相等时间内的位移越来越大,根据该规律判断纸带的哪一端与重物相连;
(2)利用在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小;
(3)然后根据动能、势能定义进一步求得动能和势能的变化情况;
(4)根据机械能守恒的表达式,求出与h的函数关系,然后根据公式找出斜率的意义进行分析.
解答:解:(1)物体做加速运动,因此点距越来越大,故纸带的P端与重物相连.
故答案为:P.
(2)中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小:
故答案为:0.98.
(3)O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是:△EP=mghOB=0.49J;
因此动能的增量为:
故答案为:0.49,0.48.
(4)根据得:
,因此在与h的图线为过原点的直线,斜率表示重力加速度的大小,由于物体下落的过程中不可避免的受到阻力作用,因此动能的增加量小于势能的减小量.
故答案为:重力加速度,纸带跟限位孔间的摩擦阻力.
点评:正确解答实验问题的前提是明确实验原理,从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据,同时要熟练运用匀变速直线运动的规律解答实验问题.
(2)利用在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小;
(3)然后根据动能、势能定义进一步求得动能和势能的变化情况;
(4)根据机械能守恒的表达式,求出与h的函数关系,然后根据公式找出斜率的意义进行分析.
解答:解:(1)物体做加速运动,因此点距越来越大,故纸带的P端与重物相连.
故答案为:P.
(2)中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小:
故答案为:0.98.
(3)O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是:△EP=mghOB=0.49J;
因此动能的增量为:
故答案为:0.49,0.48.
(4)根据得:
,因此在与h的图线为过原点的直线,斜率表示重力加速度的大小,由于物体下落的过程中不可避免的受到阻力作用,因此动能的增加量小于势能的减小量.
故答案为:重力加速度,纸带跟限位孔间的摩擦阻力.
点评:正确解答实验问题的前提是明确实验原理,从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据,同时要熟练运用匀变速直线运动的规律解答实验问题.
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