题目内容

图1为在验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=1.00kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示,O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点.已知打点计时器每隔0.02s打一个点,若当地的重力加速度为g=9.80m/s2,那么
①根据图1所得的数据,来验证机械能守恒定律,重物重力势能的减少量△Ep=______J,动能增加量△Ek=______J(结果取3位有效数字).
②若测出纸带上所有各点到O点之间的距离,根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h,以y为纵轴,以h为横轴画出的图象如图2所示,图线斜率表示当地的重力加速度,则y代表的物理量是______.

【答案】分析:(1)减少的重力势能△Ep=mgh,增加的动能△Ek=mv2,v可由从纸带上计算出来;
(2)由mgh=mv2可得:v2=gh,根据题意即可分析y代表的物理量.
解答:解:(1)减少的重力势能△Ep=mgh=1×9.8×19.2×10-2=1.88J
vB==1.9325m/s
所以:增加的动能△Ek=mv2,=×9.8×1.93252=1.84J
(2)由mgh=mv2可得:v2=gh,
由图可知以y为纵轴,以h为横轴画出的图象是一条倾斜的直线,且图线斜率表示当地的重力加速度,则y代表的物理量v2
故答案为:(1)1.88;1.84;(2)v2
点评:正确解答实验问题的前提是明确实验原理,从实验原理出发进行分析所测数据,如何测量计算,会起到事半功倍的效果.
练习册系列答案
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(1)为进行“验证机械能守恒定律”的实验,有下列器材可供选择:铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键,刻度尺,其中不必要的器材是
低压直流电源、天平、秒表
低压直流电源、天平、秒表
,缺少的器材是
低压交流电源、重锤
低压交流电源、重锤

(2)验证机械能守恒亦可用如图甲所示装置,用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动,使之替代打点计时器.当烧断悬挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号,如图6乙所示,设毛笔接触棒时不影响棒的运动.测得记号之间的距离依次为26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm,已知电动机铭牌上标有“1440r/min”字样,由此验证机械能守衡.根据以上内容.回答下列问题:
①毛笔画相邻两条线的时间间隔T=
1
24
1
24
s,图乙中的圆柱棒的
端是悬挂端(填左或右).
②根据乙所给的数据,可知毛笔画下记号C时,圆柱棒下落的速度vc=
1.2
1.2
m/s;画下记号D时,圆柱棒下落的速度vD=
1.6
1.6
m/s;记号C、D之间棒的动能的变化量为
0.52
0.52
J,重力势能的变化量
0.57
0.57
J(g=9.8m/s2).由此可得出的结论是
在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒
在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒
.(计算结果保留2位有效数字)

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