题目内容
4.某同学用打点计时器、重物和纸带做《验证机械能守恒定律》的实验,所用打点计时器接工作电压为4V~6V,频率是50HZ的交流电源.重物的质量为m(kg).选出的一条纸带如图所示,O为起始点,A、B、C是三个计数点,三个计数点的选择是,从A开始每隔一个点选一个计数点.用最小刻度为mm(毫米)的刻度尺测得OA=11.13cm,OB=17.75cm,OC=25.9cm.这三个数据中不符合有效数字要求的是OC,应该写成25.90cm.根据以上数据可知,当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了1.74mJ,这时重物动能是1.71mJ.(g取9.80m/s2,结果保留三位有效数字)分析 对于基本实验仪器,首先理解仪器的工作原理,会正确使用实验仪器,根据所测量数据正确进行数据处理以及具体使用仪器的注意事项等.
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B点的动能,根据下降的高度求出物体重力势能的减小量,从而判断机械能是否守恒.
解答 解:电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,工作电压为4V~6V.当电源的频率是50HZ时,它每隔0.02s打一次点.
根据刻度尺的读数要求可知,应估读到0.1mm即0.01cm,
所以不符合要求的是25.9cm,即OC,应写成25.90cm.
重物重力势能的减小量△Ep=mgh=1×9.8×0.1775J=1.74m J.
匀变速直线运动中,时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,因此有:
vB=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.2590-0.1113}{2×0.04}$=1.85m/s
这时重物的动能EkB=$\frac{1}{2}$mvB2=1.71m J.
故答案为:OC; 25.90cm;1.74m; 1.71m.
点评 对于基本实验仪器不光要了解其工作原理,还要从实践上去了解它,自己动手去操作,达到熟练使用的程度.要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒,重物带动纸带下落过程中,除了重力还受到阻力,从能量转化的角度,由于阻力做功,重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能.
练习册系列答案
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