题目内容

【题目】如图1所示为用电火花打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置.

(1)若已知打点计时器的电源频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2 , 重物质量为0.2kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图2所示,打P点时,重物的速度为零,A、B、C为另外3个连续点,根据图中的数据,可知重物由P点运动到B点,重力势能少量△Ep=J.(计算结果保留3位有效数字)
(2)若PB的距离用h表示,打B点时重物的速度为vB , 当两者间的关系式满足时,说明下落过程中重锤的机械能守恒(已知重力加速度为g).
(3)实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能,其主要原因是
A.重物的质量过大
B.重物的体积过小
C.电源的电压偏低
D.重物及纸带在下落时受到阻力.

【答案】
(1)9.82×10﹣2m
(2)vB2=2gh
(3)D
【解析】解:(1)重力势能减小量:△Ep=mgh=0.2×9.8×0.0501J=9.82×10﹣2m.(2)要验证物体从P到B的过程中机械能是否守恒,则需满足 mvB2=mgh,即vB2=2gh,说明下落过程中重锤的机械能守恒;(3)A、重物的质量过大,重物和纸带受到的阻力相对较小,所以有利于减小误差,故A错误.
B、重物的体积过小,有利于较小阻力,所以有利于减小误差,故B错误.
C、电源的电压偏低,电磁铁产生的吸力就会减小,吸力不够,打出的点也就不清晰了,与误差的产生没有关系,故C错误.D、重物及纸带在下落时受到阻力,从能量转化的角度,由于阻力做功,重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能,所以重物增加的动能略小于减少的重力势能,故D正确.故选:D故答案为:(1)9.82×10﹣2;(2)vB2=2gh;(3)D.
重力势能减小量:△Ep=mgh;
根据功能关系可得出正确表达式;
书本上的实验,我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚.
重物带动纸带下落过程中,除了重力还受到阻力,从能量转化的角度,由于阻力做功,重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能.

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