题目内容

11.在验证机械能守恒的实验中选出一条纸带如下图所示,以O为起始点,A、B、C三个计数点.打点计时器接通50Hz的交流电,用最小刻度为毫米的刻度尺测得hOA=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,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,重锤的质量为m=1kg,根据以上数据,当振针打至B时重锤的速度VB=1.846m/s,这时它的动能增加量△Ek=1.70J,重力势能的变化量△Ep=1.74J.(g取9.80m/s2)你能得出什么结论:在误差允许的范围之内,△Ep=△Ek,因此重锤的机械能守恒.

分析 根据有效数字的要求可明确各组数据是否符合要求;
根据AC段的平均速度可以表示B点的瞬时速度,则可以求出B点的动能,再根据重力势能mgh可求得减小的重力势能,从而分析是否能满足机械能守恒.

解答 解:由题意知,OA、OB、OC都应是小数点后保留两位有效数字,但OC小数点后只有一位,故OC的25.9不符合有效数字的要求,应该写成25.90
B点的速度:
vB=$\frac{OC-OA}{2T}$=$\frac{25.90-11.13}{4×0.02}$×10-2 m/s=1.846 m/s.
打B点时重力势能的减少量为:
△Ep=mghB=1×9.8×17.75×10-2 J=1.74 J
动能的增加量为:
△Ek=$\frac{1}{2}$mv2B=$\frac{1}{2}$×1×1.8462 J=1.70 J.
则可以得出结论:在误差允许的范围之内,△Ep=△Ek,因此重锤的机械能守恒.
故答案为:OC;25.90; 1.846m/s;1.70J;1.74J; 在误差允许的范围之内,△Ep=△Ek,因此重锤的机械能守恒.

点评 本题考查机械能守恒定律的实验验证,要注意明确实验中重力势能的减小量一定大于动能的增加量,同时注意实验的注意事项等内容的把握.

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