题目内容

在用落体法验证机械能守恒定律时,某同学按照正确的操作选取的纸带如图.其中O是起始点,A、B、C是打点计时器(所用电源频率为50Hz)连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位:cm).
(1)甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作为跟B点对应的重锤的瞬时速度,则该段重锤重力势能的减少量为
1.22m
1.22m
,动能的增加量为
1.20m
1.20m
(均保留3位有效数字,重锤质量用m表示).在误差允许的范围内可得出的结论是
重力势能的减小量等于动能的增加量,机械能守恒.
重力势能的减小量等于动能的增加量,机械能守恒.
.
(2)乙同学根据同一条纸带,同一组数据,也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,他将打点计时器打下的第一个点O记为第1个点,图中的B是打点计时器打下的第9个点.因此他用vB=gt计算跟B点对应的重锤的瞬时速度,得到动能的增加量为
1.23m
1.23m
,这样验证时总是重力势能的减少量
小于
小于
(填“大于”、“小于”或“等于”)动能的增加量,原因是
v是按照自由落体计算的,对应的下落高度比实际测得的高度要大.
v是按照自由落体计算的,对应的下落高度比实际测得的高度要大.
.
分析: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,从而得出动能的增加量,根据重锤下落的高度求出重力势能的减小量.
解答:解:(1)O到B下降的高度为0.1242m,则重力势能的减小量△Ep=mgh=m×9.8×0.1242J=1.22mJ.B点的瞬时速度vB=
xAC
2T
=
(15.7-9.51)×10-2
0.04
m/s≈1.55m/s,则动能的增加量△Ek=
1
2
mvB2=
1
2
×m×1.552
=1.20mJ.在误差允许的范围内,重力势能的减小量等于动能的增加量,机械能守恒.
(2)vB=gt=9.8×0.16m/s≈1.57m/s,则动能的增加量△Ek=
1
2
mvB2=
1
2
×m×1.572
=1.23mJ.重力势能的减小量小于动能的增加量.原因是v是按照自由落体计算的,对应的下落高度比实际测得的高度要大.
故答案为:(1)1.22m,1.20m,重力势能的减小量等于动能的增加量,机械能守恒.(2)1.23m,小于,v是按照自由落体计算的,对应的下落高度比实际测得的高度要大.
点评:纸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
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网