题目内容

(1)质量m=1kg的重锤自由下落,在纸带上打出一系列的点如图4所示,O为第一个点,A、B、C为相邻的点,相邻计数点的时间间隔为0.02s,长度单位是cm,取g=9.8m/s2,求:
a.打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=
0.97
0.97
m/s(保留两位有效数字);
b.从点O到打下计数点B的过程中,物体重力势能的减少量△Ep=
0.48
0.48
J,动能的增加量
△Ek=
0.47
0.47
J(保留两位有效数字).
(2)打出的另一条纸带如图,假设点AC间的距离为s1,点CE间的距离为s2,使用交流电的频率为f,根据这些条件计算重锤下落的加速度a=
(S2-S1)f2
4
(S2-S1)f2
4

分析:纸带实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度,从而求出动能.根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值.
解答:解:(1)a、利用匀变速直线运动的推论
vB=
xAC
tAC
=
(0.0702-0.0313)m
2×0.02s
=0.97m/s
b、从点O到打下计数点B的过程中,物体重力势能的减少量△Ep=mgh=0.2×9.8×0.0486J=0.48J.
动能的增加量△Ek=EkB=
1
2
mvB2=0.47J
(2)根据运动学公式得:△x=at2
a=
△x
t2
=
xCE-xAC
(
2
f
2
=
(S2-S1)f2
4

故答案为:(1)0.97,0.48,0.47.
(2)
(S2-S1)f2
4
点评:要注意单位的换算和有效数字的保留.
求能量的变化量要注意研究的过程.
要知道打点频率和周期的关系.
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