题目内容
【题目】如图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)9.82×10﹣2;
(2)vB2=2gh;
(3)D.
【解析】(1)重力势能减小量:;
(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,即,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。
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