题目内容
13.某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”,如图甲所示.打点计时器所用电源频率为50Hz,当地重力加速度的值为9.80m/s2,测得所用重物的质量为1.00kg.若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图乙所示,那么(1)纸带的左(选填“左”或“右”)端与重物相连;
(2)从起点O到计数点B的过程中,重物的重力势能减少量△Ep=0.48J,此过程中重物动能的增加量△Ek=0.47J.
(3)通过计算,数值上△Ep>△Ek,这是因为摩擦阻力和空气阻力的存在..
分析 (1)根据纸带的疏密程度可确定哪端与重物相连;
(2)根据下降的高度求出重力势能的减小量,根据平均速度可求得B点的瞬时速度,再根据动能公式可求得动能;
(3)由于阻力的存在,重力势能的减小量要略大于动能的增加量.
解答 解:(1)重物拖着纸带做加速运动,相等时间内的位移逐渐增大,可知纸带的左端与重物相连.
(2)从打下点A到打下点B的过程中重力势能的减少量△Ep=mghAB=1×9.8×4.86×10-2J=0.48J.
B点的速度等于中间时刻的瞬时速度,故vB=$\frac{7.02-3.13}{2×0.02}×1{0}^{-2}$=0.97m/s; 则动能EK=$\frac{1}{2}$mvB2=$\frac{1}{2}×1×(0.97)^{2}$=0.47J;
(3)动能的增加量△Ek最有可能小于势能的减少量△Ep,产生这种现象的原因可能是摩擦阻力和空气阻力的存在.
故答案为:(1)左,(2)0.48J;0.47J;(3)摩擦阻力和空气阻力的存在
点评 解决本题的关键掌握验证机械能守恒定律的实验原理,掌握纸带的处理方法,知道实验误差形成的原因,能根据纸带分析重力势能和动能变化间的关系是解题的关键.
练习册系列答案
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