题目内容
2.做“验证机械能守恒定律”的实验中(1)已有带夹子的铁架台、电火花计时器、纸带外,还必须选取的器材是图1中的BCD(填字母).
(2)在挑选纸带时,应选择一条点迹清晰且第1、2点间距离接近2mm的纸带.
(3)如图2所示,实验得到了一条完整纸带,将纸带上打出的第一个点标为O点,分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离h1、h2、h3…,测得h1=39.50cm、h2=45.50cm、h3=5l.80cm.要验证OB两点间机械能是否守恒,由以上数据可求得打B点时重物速度大小为3.1m/s (保留两位有效数字).若当地重力加速度g=9.80m/s2,由以上数据比较重物在OB两点间减小的重力势能△EP=mgh2和增加动能△EK=$\frac{m{v}_{B}^{2}}{2}$的大小关系为△EK>△EP,造成该结果的原因可能是先释放纸带后接通电源.
分析 (1)根据实验的原理确定所需测量的物理量,从而确定所需的器材.
(2)当重物的运动可以视为自由落体运动,误差较小,根据自由落体运动的位移时间公式得出第1、2两点间的距离.
(3)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.实验中动能的增加量大于重力势能的减小量,可能是打点时纸带有初速度.
解答 解:(1)电火花打点计时器需要交流电源,实验中需要用刻度尺测量点迹间的距离,还需要验证重物重力势能的减小量和动能的增加量是否相等,需要重锤,故选:BCD.
(2)根据h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}=\frac{1}{2}×9.8×0.0{2}^{2}m≈2mm$知,应选择一条点迹清晰且第1、2点间距离接近2mm的纸带.
(3)B点的瞬时速度${v}_{B}=\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}=\frac{0.5180-0.3950}{0.04}$m/s=3.1m/s,实验中动能的增加量大于重力势能的减小量,原因可能是先释放纸带后接通电源.
故答案为:(1)BCD,(2)2mm,(3)3.1,先释放纸带后接通电源.
点评 解决本题的关键纸带实验的原理,知道实验误差的来源,掌握纸带的处理方法,会根据知道求解瞬时速度,难度不大.
练习册系列答案
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