题目内容
【题目】用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.重锤从高处由静止落下的过程中,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,已知重力加速度为g,即可验证机械能守恒定律.
(1)如图2所示是实验中得到一条较为理想的纸带,将起始点记为O,并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点,分别记为A、B、C、D、E、F,测出与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6 , 使用交流电的周期为T,设重锤质量为m,在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为 , 则在打E点时重锤的动能为 .
(2)在本实验中发现,重锤减少的重力势能总是重锤增加的动能(选填“大于”或“小于”),主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,为了测定阻力大小,可算出图2中纸带各点对应的速度,分别记为v1至v0 , 并作vn2﹣hn图象,如图3所示,直线斜率为k,则可测出阻力大小为 .
【答案】
(1)mgh5,
(2)大于,m(g﹣ )
【解析】解:(1)在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量△Ep=mgh5,E点的瞬时速度 ,则打E点时重锤的动能 = .
(2)由于重锤下落过程中存在着阻力作用,实验中会发现重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能.
根据 知,图线的斜率k=2a,则a= ,
重锤下落过程中,受到重力和阻力作用,根据牛顿第二定律得:mg﹣f=ma,则阻力的大小f=mg﹣ma=mg﹣ =m(g﹣ ).
所以答案是:(1)mgh5, .(2)大于,m(g﹣ ).
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