题目内容
【题目】用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验时接通电源,质量为m2的重物从高处由静止释放,质量为m1的重物拖着纸带打出一系列的点,图乙是实验中打出的一条纸带,A是打下的第1个点,量出计数点E、F、G到4点距离分别为d1、d2、d3,每相邻两计数点的计时间隔为T,当地重力加速度为g。(以下所求物理量均用已知符号表达)
(1)在打点A~F的过程中,系统动能的增加量△Ek= ,系统重力势能的减少量△Ep= ,比较△Ek、△Ep大小即可验证机械能守恒定律。
(2)某同学根据纸带算出各计数点速度,并作出图象如图丙所示,若图线的斜率k= ,即可验证机械能守恒定律。
【答案】(1); (m2-m1)gd2(2)
【解析】
试题分析:(1)由于每相邻两计数点的计时间隔为T,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点F的瞬时速度:.
在A~F过程中系统动能的增量△EK=(m1+m2)vF2=.
系统重力势能的减小量为△EP=(m2-m1)gd2.
(2)本题中根据机械能守恒可知,(m2-m1)gd=(m1+m2)v2,
即有:v2=gd,所以v2-d图象中图象的斜率表示重力加速度,那么斜率k=
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