题目内容

【题目】在用重锤下落来验证机械能守恒时,某同学按照正确的操作选的纸带如图所示.其中O是起始点,A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点,打点频率为50Hz,该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离,并记录在图中(单位:cm)

(1)这五个数据中不符合读数要求的是(选填“A”“B”“C”“D”或“E”)点读数.
(2)该同学用重锤在OC段的运动来验证机械能守恒,OC距离用h来表示,他用vC= 计算与C点对应的重锤的瞬时速度,得到动能的增加量,这种做法(选填“对”或“不对”).
(3)若O点到某计数点的距离用h表示,重力加速度为g,该点对应重锤的瞬时速度为v,则实验中要验证的等式为
(4)若重锤质量m=2.00×10﹣1 kg,重力加速度g=9.8m/s2 , 由图中给出的数据,可得出从O点到打下D点,重锤重力势能的减少量为 J,动能的增加量为 J(均保留三位有效数字),本实验得出的结论是

【答案】
(1)B
(2)不对
(3)gh=
(4)0.380,0.376,在误差允许范围内重力势能减少量等于动能的增加量
【解析】解:(1)刻度尺读数是应在最小刻度1mm的基础上向下一位估读,即应当保留到小数点后的两位12.40cm,所以B点读数不符合要求.(2)在验证机械能守恒的实验中,由于存在阻力物体实际下落的加速度小于重力加速度,所以不应当用重力加速度g来表示某位置的速度,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小;即vC= = ;故不对

打点计时器的时间间隔T=0.02s.(3)可得出从O到某点,重锤重力势能的减少量为:mgh

动能的增加为: mv2﹣0

根据机械能守恒减少的重力势能应等于增加的动能,即:mgh= mv2

整理得:gh= v2(4)从O到D点,重锤重力势能的减少量为:mghOD=0.200×9.80×0.1941J=0.380J

根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小,

vD= = m/s=1.94m/s

动能的增加为: mvD2﹣0=0.376J

结论是:在误差允许范围内重力势能减少量等于动能的增加量.

所以答案是:(1)B(2)不对(3)gh= (4)0.380、0.376 在误差允许范围内重力势能减少量等于动能的增加量.

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