题目内容
【题目】用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点图中未标出,所用电源的频率为50Hz,计数点间的距离如图所示。已知m1=50g、m2=150g,则:(结果均保留两位有效数字)
(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5=____m/s;
(2)在打下第0点到打下第5点的过程中系统动能的增量Ek=____J,
(3)系统重力势能的减少量Ep=____J;(取当地的重力加速度g=10m/s2)
(4)若某同学作出v2-h图象如图丙所示,则当地的重力加速度g=________m/s2
【答案】(1)2.4 (2)0.58 0.60 (3)9.7
【解析】
(1)计数点5的瞬时速度: ;
(2)系统动能的增加量:△Ek=(m1+m2)v2=×(0.05+0.15)×2.42J=0.576J≈0.58J
(3)系统重力势能的减少量:△Ep=WG=(m2-m1)gh=(0.15-0.05)×10×(0.384+0.216)J=0.60J
(4)根据系统机械能守恒得:(m2m1)gh=(m2+m1)v2,解得:,则图线的斜率,代入数据解得:g=9.7m/s2;
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