题目内容

下面两个实验中都使用了打点计时器:
(1)在利用打点计时器验证自由下落物体的机械能守恒的实验中,设在打O点时释放物体,打点计时器打A点时物体速度为v,OA之间的距离为h,一同学在实验报告中称,他测得v=2.38m/s,h=28.76cm,据此可得:
1
2
v2=2.832m2/s2
,gh=2.818m2/s2,在误差允许的范围内两者相等.但老师认为数据失实,其理由是______.
(2)某兴趣小组为测定一遥控电动小车的额定功率,进行如下实验:
①用天平测出电动小车的质量为1.0Kg;
②将电动小车、纸带和打点计时器按如下图所示安装;

③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);
④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器(设在整个过程中小车所受的阻力恒定).
在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹如下图乙所示.请你分析纸带数据,回答下面两个问题:
(1)电动小车的最大速度为______m/s,(2)该电动小车的额定功率为______W.
(1)由于空气阻力、摩擦影响动能增量应略小于重力势能减少量,所以老师认为数据失实.
(2)根据纸带可知,当所打的点点距均匀时,表示物体匀速运动,此时速度最大,故有:
vm=
x
t
=1.50m/s
从右端开始取六段位移,
根据逐差法有:a=
△x
T2
=
(0.0578+0.0535+0.0504)-(0.0471+0.0440+0.0407)
(3×0.04)2
=2.1m/s2,方向与运动方向相反.
根据牛顿第二定律有:f=ma,将m=1.0kg代人得:f=2.1N.
当汽车达到额定功率,匀速运动时,F=f,P=Fv=fvm
代人数据解得P=3.0W.
故答案为:(1)由于重物下滑过程中需要克服阻力做功,因此重力势能的减小量略大于动能的增加量;(2)(1)1.50;(2)3.0
练习册系列答案
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(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1,由图1可知其长度为______mm;用螺旋测微器测量其直径如图,由图1可知其直径为______mm;

(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为50HZ,当地重力加速度的值为9.80m/s2,测得所用重物的质量为1.00kg.甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带,量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.12cm,0.19cm和0.25cm,可见操作上有错误的是学生______,错误操作______.
若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点A,B,C到第一个点的距离如图2所示(相邻计数点时间间隔为0.02s),从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△EP=______,此过程中物体动能的增加量是△EK______(取g=9.8m/s2);
(3)如图3所示气垫是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在轨道上,滑块在轨道上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫轨道以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.调整气垫轨道,使导轨处于水平;
b.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;
c.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计数器开始工作,当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2
d.用刻度尺测出滑块A的左端至C挡板的距离L1、滑块B的右端到D挡板的距离L2
①试验中还应测量的物理量是______;
②利用上述过程测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是______;
③利用上述实验数据导出的被压缩弹簧的弹性势能的表达式是______.

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