题目内容

某同学在验证机械能守恒定律实验中,通过实验得到一条纸带如图所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,测得h1=12.01cm,h2=19.15cm,h3=27.86cm.已知重锤质量为0.5Kg,打点计时器的工作电流频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2,(1)由以上数据算出:当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了
0.94
0.94
J,此时重锤的动能比开始下落时增加了
0.98
0.98
J(计算结果保留二位有效数字).从计算结果可知,该同学在做实验时出现问题的可能原因是
先释放纸带让重锤运动,再接通打点计时器电源
先释放纸带让重锤运动,再接通打点计时器电源
.
分析:验证机械能守恒定律实验中,通过纸带上打点可确定重锤的位置,从而算出由静止到某点的速度对应的动能与这两点间的重力势能的关系,来验证机械能是否守恒.
解答:解:实验得到一条纸带如图所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少 EP=mgh=0.5×9.8×0.1915J=0.94J
此时重锤的动能比开始下落时增加:
1
2
mv
2
B
-0=
1
2
×0.5×(
0.2786-0.1201
4×0.02
)2=0.98J

然而动能的增加却大于重力势能的减少,原因是先释放纸带后接通打点计时器.说明起点有速度,但却当作速度为零处理的.
故答案为:0.94J;0.98J;先释放纸带让重锤运动,再接通打点计时器电源.
点评:匀变速度运动时瞬时速度等于这段时间的平均速度,同时动能的增加量却大于重力势能减少量,原因是先释放纸带让重锤运动,再接通打点计时器电源.
练习册系列答案
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(2010?成都二模)(1)在验证“机械能守恒定率”的试验中:
①下面叙述正确的是
AB
AB
(填序号字母)
A.选用的重物的体积应当小一些
B.操作时应先通电再释放纸带
C.应该选用点迹清晰,且第一、二两点间的距离接近2mm的纸带进行分析
D.电磁打点计时器都应接在电压为20V的交流电源上
②实验室有下列器材可供选用:铁架台,电磁打点计时器(包括复写纸),纸带,停表,低压交流电源(带开关),导线,天平,刻度尺.
其中不必要的器材有
停表,天平
停表,天平
;缺少的器材是
重物
重物
.
(2)某同学想测某个电阻的电阻值Rx(约为130Ω),为此他找来下列器材:
A.电流E:电动势约为1.5V,内阻可忽略不计
B.电流表A1:量程为0~10mA,内电阻r1=10Ω
C.电流表A2:量程为0~20mA电阻r2约为5Ω
D.定值电阻R0:阻值R0=90Ω
E.滑动变阻器R1:最大阻值为20Ω
F.滑动变阻器R2:最大阻值为1000Ω
G.单刀单掷开关S,导线若干
①该同学的设计思路是:先将其中一只电流表改装成电压表,然后利用伏安法测出Rx.为了尽量准确的测出Rx的阻值,请你根据找到的器材和该同学的设计思路,在虚线框内画出实验电路图,并标出器材符号.
②你所选用的滑动变阻器是
R1
R1
(填器材序号字母或器材符号).
③若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则Rx的表达式为:Rx=
I1(R0+r1)
I2-I1
I1(R0+r1)
I2-I1
.

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