题目内容
14.在某次“验证机械能守恒定律”的实验中,用频率为50Hz的打点计时器打出的一条纸带如图所示,O点为重锤下落的起点,选取的计数点为A、B、C、D,各计数点到O点的长度已在图上标出,单位为mm,重力加速度取10m/s2,重锤质量为1kg.(1)打点计时器打出B点时,重锤下落的速度vB=1.175 m/s,重锤的动能EkB=0.690J.
(2)从开始下落算起,打点计时器打B点时,重锤的重力势能减少量为0.704 J.
(3)以上实验可以证明在误差允许范围内,重锤在下落的过程中机械能守恒.
分析 根据某段时间内的平均速度等于瞬时速度求出打出B点时重锤的速度,从而得出重锤的动能.根据下降的高度求出重力势能的减小量.
解答 解:(1)B点的瞬时速度等于AC段的平均速度,则${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.1252-0.0312}{2×0.04}$m/s=1.175m/s,重锤的动能${E}_{kB}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×1.17{5}^{2}$=0.690J,
(2)重锤重力势能减小量△Ep=mgh=1×10×0.0704J=0.704J,
(3)实验可以证明在误差允许范围内,重锤在下落的过程中机械能守恒.
故答案为:(1)1.175 0.690,(2)0.704 (3)在误差允许范围内,重锤在下落的过程中机械能守恒.
点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法,会根据纸带求解瞬时速度,从而得出动能的增加量,会根据下降的高度求解重力势能的减小量.
练习册系列答案
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