题目内容
12.在用图甲所示实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz(打点计时器每隔0.02s打一次点),当地的重力加速度g=9.8m/s2,测得所用的重物的质量为500g,实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图乙所示,把第一个点记作O(认为打O点时重物下落的速度为0).另取连续4个点A、B、C、D作为测量的点,经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm(1)根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能减少量等于3.81J动能的增加量等于3.78J(结果保留3为有效数字)
(2)请写出两个实验中应注意的事项①限位孔竖直;②纸带竖直.
分析 利用在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小,然后根据动能、势能定义进一步求得动能和势能的变化情况,要注意减小纸带与限位孔之间的摩擦,所以要注意限位孔竖直,纸带竖直.
解答 解:据题知计数点间的时间间隔为 T=0.02s
根据匀变速直线运动的推论:中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,则得打C点时的速度大小:
vC=$\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.8573-0.7018}{0.04}=3.89m/s$;
重物由O点运动到C点,重力势能减少了△EP=mgh=0.5×9.8×0.7776=3.81J
动能的增加量△Ek=$\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}$=$\frac{1}{2}×0.5×3.8{9}^{2}$=3.78J
(3)本实验中要注意减小纸带与限位孔之间的摩擦,所以要注意限位孔竖直,纸带竖直.
故答案为:(1)3.81;3.78;(2)限位孔竖直;纸带竖直.
点评 此题要掌握平均速度来求瞬时速度的方法;运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题.同时要注意单位的换算和有效数字的保留.
练习册系列答案
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20.关于做匀速圆周运动的物体,下列说法中正确的是( )
| A. | 速度保持不变 | B. | 动能保持不变 | ||
| C. | 机械能一定保持不变 | D. | 所受合外力保持不变 |
7.带电荷量为+2.0×10-8C的微粒先后经过电场中的A、B两点时,克服电场力做功6.0×10-6J,已知B点电势为100V,则( )
| A. | A、B间的电势差为-300V | |
| B. | A点的电势为-200V | |
| C. | 微粒的电势能减小6.0×10-6J | |
| D. | 把电荷量为2.0×10-8C的负电荷放在A点时的电势能为4×10-6J |
17.
构筑于4层建筑物之上是“中山幻影摩天轮”的最大特色,在直径为80m的轮体上缀有36个座舱(可视为质点),在座舱中的游客从最低点运动(做匀速圆周运动)到最高点的过程中( )
| A. | 所需的向心力越来越大 | |
| B. | 所需的向心力大小保持不变 | |
| C. | 到达最高点时,游客对座椅的压力大于其它受到的重力 | |
| D. | 到达最高点时,游客对座椅的压力等于其受到的重力 |
4.
如图甲所示,静止在水平地面的物块A,受到水平向右的拉力F作用,F与时间t的关系如图乙所示,设物块A与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等,则( )
| A. | 0-t1时间内,物块A保持静止 | |
| B. | t2时刻,物块A的动能最大 | |
| C. | t2-t3时间内,物块A的加速度越来越小 | |
| D. | t4时刻,物块A的动能为零 |
1.科学研究发现,在月球表面附近没有空气,没有磁场,重力加速度约为地球表面的$\frac{1}{6}$.若宇航员登上月球后,在空中从同一高度同时释放氢气球和铅球,忽略地球和其他星球的影响,以下说法正确的是( )
| A. | 氢气球将加速上升,铅球静止不动 | |
| B. | 氢气球将加速上升,铅球将加速下落 | |
| C. | 氢气球和铅球都将下落,但铅球先落到月球表面 | |
| D. | 氢气球和铅球都将下落,且同时落到月球表面 |