题目内容
【题目】(1)某同学在应用打点计时器做验证机械能守恒定律实验中,获取一根纸带如图,但测量发现0、1两点距离远大于2mm,且0、1和1、2间有点漏打或没有显示出来,而其他所有打点都是清晰完整的,现在该同学用刻度尺分别量出2、3、4、5、6、7六个点到0点的长度hi(i=2.3.4…7),再分别计算得到3、4、5、6四个点的速度vi和vi2(i= 3.4.5.6),已知打点计时器打点周期为T。
①该同学求6号点速度的计算式是:v6= ____________
②然后该同学将计算得到的四组(hi ,vi2 )数据在v2- h坐标系中找到对应的坐标点,将四个点连接起来得到如图所示的直线,请你回答:接下来他是如何判断重锤下落过程机械能守恒的?(说明理由)
答:_________________________________________________________________________________________
(2)实验室的斜面小槽等器材装配图甲所示的装置.钢球从斜槽上滚下,经过水平槽飞出后做平抛运动.每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下,钢球在空中做平抛运动,设法用铅笔描出小球经过的位置,通过多次实验,在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置,连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。
①某同学在安装实验装置和进行其余的操作时都准确无误,他在分析数据时所建立的坐标系如图乙所示。他的错误之处是_________________________________________________________________。
②该同学根据自己所建立的坐标系,在描出的平抛运动轨迹图上任取一点(x,y),运用公式 求小球的初速度v0,这样测得的平抛初速度值与真实值相比___________。(填“偏大”、“偏小”、或“相等”)
【答案】 ;只要在直线上取相对较远两点,计算出斜率,与2g比较,在实验误差范围内相等即可 ;直角坐标系的原点应建在小球飞离斜槽槽口时球心的水平投形点处.它在槽口正上方r ( r为小球半径)处.而该同学却错误地将坐标原点取在槽口处 ; 偏大;
【解析】
(1)匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前、后相邻两点间的平均速度;根据机械能守恒定律的表达式写出v2与h的关系式,明确斜率与截距的物理含义即可正确解答本题.
(2)画轨迹时,小球平抛的起点应该是球心在木板上的水平投影点;
平抛运动可分解为:水平方向的匀速直线运动和竖直方向自由落体运动,据此分析答题.
(1)6号点的瞬时速度等于第5点和第7点间的平均速度,所以v6=.
(2)根据机械能守恒定律得,从O点到任意i点有:mvi2=mv02+mghi
得:vi2=v02+2ghi,则vi2hi关系是一条直线,斜率为2g.
所以在直线上取相对较远的两点,计算出斜率,与2g比较,在实验误差范围相等,则机械能守恒.
(2)①直角坐标系的原点应建在小球飞离斜槽槽口时球心的水平投形点处.它在槽口正上方r ( r为小球半径)处.而该同学却错误地将坐标原点取在槽口处.
②根据公式v0=x 知,测量的y与真实值比较偏小,所以测得的平抛初速度值与真实值相比偏大.