题目内容
4.在用自由落体法“验证机械能守恒定律”的实验中,质量m=1kg的重物下落,打点计时器在与重物相连的纸带上打出一系列的点,如图所示(相邻计数点时间间隔0.04s),O为打下的第一个点,那么:(1)打点计时器打下计数点B时,重物的速度vB=2.50m/s. (小数点后保留两位小数)
(2)从起点O到打下计数点B的过程中物体重力势能的减少量△EP=3.18J,此过程中物体的动能的增加量△Ek=3.13J.(g取9.8m/s2,小数点后保留两位小数)
(3)通过计算,数值上△Ek<△EP(填“>”、“=”、“<”),这是因为阻力的存在.
分析 (1)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B点的速度.
(2)根据下降的高度求出重力势能的减小量,结合B点的速度求出动能的增加量.
(3)通过比较,得出动能增加量与重力势能减小量的关系,分析误差形成的原因.
解答 解:(1)B点的瞬时速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.4320-0.2323}{0.08}$m/s=2.50m/s.
(2)从起点O到打下计数点B的过程中物体重力势能的减少量△EP=mgh=1×9.8×0.3245J=3.18J,此过程中动能的增加量△Ek=$\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×2.5{0}^{2}$=3.13J.
(3)通过计算,数值上△Ek<△Ep,这是因为阻力的存在.
故答案为:(1)2.50,(2)3.18,3.13,(3)<,阻力的存在.
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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