题目内容
15.在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在6V、50Hz的交流电源上,自由下落的重锤质量为0.5kg,选出一条理想的纸带如图所示,A、B、C、为连续打出的点,取g=9.8m/s2,O为始起点,则:(1)打点计时器打B点时,重锤下落的速度VB=0.98m/s,
(2)从起点O到打下点B点的过程中,重锤的重力势能减少量△EP=0.245J,动能的增加量△Ek=0.240J.(△Ep、△Ek均保留三位有效数字).、
(3)造成△EP>△EK的原因是存在摩擦阻力和空气阻力.
分析 (1)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.
(2)根据下降的高度求出重力势能的减小量,根据B点的瞬时速度得出动能的增加量.
(3)根据实验的原理,结合能量守恒分析重力势能的减小量大于动能增加量的原因.
解答 解:(1)B点的瞬时速度为:
${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{(7.06-3.14)×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=0.98m/s.
(2)从起点O到打下点B点的过程中,重锤的重力势能减少量为:
△EP=mgh=0.5×9.8×5.01×10-2J=0.245J
动能的增加量为:$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.5×0.9{8}^{2}$J=0.240J.
(3)造成△EP>△EK的原因是实验过程中存在摩擦阻力和空气阻力.
故答案为:(1)0.98,(2)0.245,0.240,(3)存在摩擦阻力和空气阻力.
点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法,会根据纸带求解瞬时速度,从而得出动能的增加量,会根据下降的高度求解重力势能的减小量.
练习册系列答案
相关题目
3.如图所示是一个玩具陀螺.a、b 和 c 是陀螺上的三个点.当陀螺绕垂直于地面的 轴线以角速度ω 稳定旋转时,下列表述正确的是( )
A. | a、b 和 c 三点的线速度大小相等 | B. | a、b 和 c 三点的角速度相等 | ||
C. | a、b 的角速度比 c 的大 | D. | c 的线速度比 a、b 的大 |
3.如图所示,木块在拉力F的作用下沿水平面向右做匀速运动,拉力F的方向与水平面成θ角且斜向右上方,则( )
A. | 木块不一定受到摩擦力 | |
B. | 木块受到的摩擦力与拉力F的合力为零 | |
C. | 木块受到的摩擦力与拉力F的合力一定竖直向上 | |
D. | 若撤去F,则物体仍做匀速运动 |
10.如图所示,汽车通过轻质光滑的定滑轮,将一个质量为 m 的物体从井中拉出,绳与汽车连接点距滑轮顶点高 h,开始时物体静止,滑轮两侧的绳都竖直绷紧,汽车以 v 向右匀速运动,运动到跟汽车连接的细绳与水平夹角为 30°,则( )
A. | 从开始到绳与水平夹角为 30°时,拉力做功 mgh | |
B. | 从幵始到绳与水平夹角为 30°时,拉力做功 mgh+$\frac{3}{8}$mv2 | |
C. | 在绳与水平夹角为 30° 时,拉力功率等于$\frac{\sqrt{3}}{2}$mgv | |
D. | 在绳与水平夹角为 30°时,拉力功率大于 $\frac{\sqrt{3}}{2}$mgv |
20.如图所示,跳水运动员从某一峭壁上水平跳出,跳入湖水中,已知运动员的质量m=60kg,初速度v0=10m/s.若经过1s时,速度为v=10$\sqrt{2}$ m/s,则在此过程中,运动员动量的变化量为(g=10m/s2,不计空气阻力)( )
A. | 600 kg•m/s | B. | 600$\sqrt{2}$ kg•m/s | C. | 600($\sqrt{2}$-1)kg•m/s | D. | 600($\sqrt{2}$+1)kg•m/s |
7.如图所示,细线的一端固定于O点,另一端系一小球.在水平拉力F作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点.在此过程中重力和拉力的瞬时功率变化情况是( )
A. | 重力的瞬时功率先增大,后减小 | B. | 重力的瞬时功率的变化无法判断 | ||
C. | 拉力的瞬时功率逐渐增大 | D. | 拉力的瞬时功率的变化无法判断 |
5.如图所示演示装置,一根张紧的水平绳上挂着四个单摆,让b摆摆动,其余各摆也摆动起来,可以发现( )
A. | a摆摆动周期最短 | B. | c摆摆动周期最长 | ||
C. | 各摆摆动的周期均与b摆相同 | D. | d 摆振幅最大 |