题目内容
5.在“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验中,若打点计时器所接交变电流的频率为50Hz,得到的甲、乙两条实验纸带(如图所示)中应选甲纸带更好.若已测得点2到点4间的距离为s1,点0到点3间的距离为s2,打点周期为T,要验证重物从开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒,则s1、s2和T应满足的关系为:T=$\frac{{s}_{1}\sqrt{2g{s}_{2}}}{4g{s}_{2}}$.分析 根据自由落体运动规律得出打出的第一个点和相邻的点间的距离进行选择;
纸带实验中,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.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:打点计时器的打点频率为50 Hz,打点周期为0.02 s,重物开始下落后,在第一个打点周期内重物下落的高度:
h=$\frac{1}{2}$gt2=$\frac{1}{2}$×10×(0.02)2m≈2mm;
所以所选的纸带最初两点间的距离接近2 mm,故选甲图.
利用匀变速直线运动的推论,打点3时的速度为:v3=$\frac{{s}_{1}}{2T}$
重物下落的高度h=s2,当机械能守恒时,应有:mgs2=$\frac{1}{2}$m${v}_{3}^{2}$,
即为:T2=$\frac{{s}_{1}^{2}}{8g{s}_{2}}$;
那么有:T=$\frac{{s}_{1}\sqrt{2g{s}_{2}}}{4g{s}_{2}}$;
故答案为:甲,$\frac{{s}_{1}\sqrt{2g{s}_{2}}}{4g{s}_{2}}$.
点评 带问题的处理时力学实验中常见的问题.我们可以纸带法实验中,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.
练习册系列答案
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3.下列说法正确的是( )
A. | 由I=$\frac{U}{R}$可知,通过定值电阻的电流跟加在它两端的电压成正比 | |
B. | 由I=$\frac{U}{R}$可知,定值电阻两端的电压跟通过它的电流成正比 | |
C. | 由R=$\frac{U}{I}$可知,导体中的电流越小,电阻就越小 | |
D. | R=$\frac{U}{I}$是电阻的定义式,提供了一种测量电阻的方法,并不说明电阻与U和I有关 |
14.下列说法正确的是( )
A. | 知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,就可以算出气体分子的体积 | |
B. | 悬浮在液体中的微粒足够小,来自各个方向的液体分子撞击的不平衡性使微粒的运动无规则 | |
C. | 液晶既具有液体的流动性,又具有光学的各向异性 | |
D. | 温度越高,物体的内能不一定增大 | |
E. | 由于液体表面具有收缩趋势,故液体表面的分子之间不存在斥力 |