题目内容
7.在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中(图甲),质量m=1.00kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列点.图乙为选取的一条符合实验要求的纸带.O为第一个点,A、B、C为人合适位置开始选取的三个连续点(AC以外的点未画出).已知打点计时器每隔0.02s打一次点,当地的重力加速度g=9.8m/s2,那么:(1)根据图乙上所得的数据,应选图中O点和B点来验证机械能守恒定律;
(2)从O点到所选点,重物重力势能减少量△Ep=1.88J,动能增加量△Ek=1.84J;(结果取3位有效数字)
(3)实验的结论是:在实验误差允许的范围内,重物下落过程中机械能守恒..
分析 纸带法实验中,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验证机械能守恒时,我们验证的是减少的重力势能△Ep=mgh和增加的动能△Ek=$\frac{1}{2}$mv2之间的关系,所以我们要选择能够测h和v的数据,故选B点.
②重物重力势能减少量△Ep=mgh=9.8×0.1920J=1.88 J.
利用匀变速直线运动的推论:vB=$\frac{0.2323-0.1555}{2×0.02}$=1.92m/s;
动能增加量△Ek=$\frac{1}{2}×1×$(1.92)2=1.84 J.
③通过计算可知动能的增加量略小于重力势能的减小量,其原因是物体在下落过程中克服摩擦阻力做功.所以可以得出结论:在误差范围内,重物下落过程中机械能守恒.
故答案为:(1)B (2)1.88; 1.84 (3)重物下落过程中机械能守恒.
点评 运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题.
要注意单位的换算.
要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒.
练习册系列答案
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A. | 若两球质量相同,则P球对槽的压力较小 | |
B. | 若两球质量相同,则两球对槽的压力大小相等 | |
C. | 若P球的质量大,则O′P弹簧的劲度系数大 | |
D. | 若P球的质量大,则O′P弹簧的弹力大 |
15.某校科技小组设计了如图所示的装置,用来探究滑块沿斜面下滑时是否做匀变速直线运动.实验时,让滑块从不同高度沿斜面由静止下滑,并同时打开水龙头的阀门,使水流到量筒中;当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(整个过程中水流可视为均匀稳定的).该实验探究方案是利用量筒中收集的水量来测量时间的.如表是该小组测得的有关数据,其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离,V为相应过程中量筒中收集的水量.分析表中数据,根据$\frac{s}{{V}^{2}}$在误差的范围内是一常数,可以得出滑块沿斜面下滑时做匀变速直线运动的结论.本实验误差的主要来源:距离测量的不准确,水从水龙头流出不够稳定等,还可能来源于滑块下滑距离测量不准确,滑块开始下滑、滑块碰到挡板与阀门的打开与关闭不同步.(写出一项即可)
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
s(m) | 4.5 | 3.9 | 3.0 | 2.1 | 1.5 | 0.9 | 0.3 |
V(mL) | 90 | 84 | 72 | 62 | 52 | 40 | 23.5 |
$\frac{s}{{V}^{2}}$ | 5.6×10-4 | 5.5×10-4 | 5.8×10-4 | 5.5×10-4 | 5.5×10-4 | 5.6×10-4 | 5.4×10-4 |
12.要测量一节旧的干电池的电动势和内阻,某同学设计了如图所示的电路,电路中定值电阻R1=8Ω.
(1)闭合电键前,应将滑动变阻器的滑片调到最右(填“左”或“右”)端.
(2)闭合电键后,调节滑动变阻器,记录多组两个电压表的示数U1、U2,填在下面表格中.请用下面表格中的数据在所给的坐标纸中作出U2-U1关系图象.
由图象得到电池的电动势E=1.2V,电池的内阻r=4Ω.
(3)由于电压表V1(填“V1”、“V2”或“V1和V2”)内阻的存在,对内阻r(填“电动势E”、“内阻r”或“电动势E和内阻r”)的测量有影响.测得的电动势等于(填“大于”、“小于”或“等于”)电动势的真实值,测得的内阻大于(填“大于”、“小于”或“等于”)内阻的真实值.
(1)闭合电键前,应将滑动变阻器的滑片调到最右(填“左”或“右”)端.
(2)闭合电键后,调节滑动变阻器,记录多组两个电压表的示数U1、U2,填在下面表格中.请用下面表格中的数据在所给的坐标纸中作出U2-U1关系图象.
U1/V | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 |
U2/V | 1.05 | 0.90 | 0.75 | 0.60 | 0.45 | 0.30 |
(3)由于电压表V1(填“V1”、“V2”或“V1和V2”)内阻的存在,对内阻r(填“电动势E”、“内阻r”或“电动势E和内阻r”)的测量有影响.测得的电动势等于(填“大于”、“小于”或“等于”)电动势的真实值,测得的内阻大于(填“大于”、“小于”或“等于”)内阻的真实值.
19.将面积是0.5m2的导线环放在匀强磁场中,环面与磁场方向垂直,已知穿过这个导线环的磁通量是2×10-2Wb,则该匀强磁场的磁感应强度是( )
A. | 2×10-2T | B. | 5×10-2T | C. | 4×10-2T | D. | 6×10-2T |