题目内容

15.在“验证机械能守恒定律”的一次实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图1所示(相邻记数点时间间隔为0.02s),那么:

(1)供选择的重物有以下四个,最佳选择是C.
A.质量为100g的木球   B.质量为10g的砝码    C.质量为200g的钩码   D.质量为10g的塑料球
(2)纸带的P端与重物相连;(填“P”或“C”,必须用字母表示)
(3)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=0.98m/s(保留到小数点后两位);
(4)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=0.49J,此过程中物体动能的增加量△Ek=0.48J;(g取9.8m/s2保留到小数点后两位)
(5)通过计算,数值上△EP>△Ek(填“<”、“>”或“=”),这是因为纸带和重錘运动过程中受阻力.

分析 对于实验,我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚.
纸带实验中,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.从而求出动能.根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值.

解答 解:(1)由于实验中受到空气阻力和纸带的摩擦阻力,所以我们应找体积较小,质量较大的物体作为研究对象.
故选:C.
(2)实验中重锤是从静止释放的,速度逐渐增大,与重锤相连的纸带速度较小,后面逐渐增大.从图中可以看出应该是P端与重物相连.
(3)利用匀变速直线运动的推论得
vB=$\frac{0.0706-0.0314}{2×0.02}$0.98m/s
(4)△Ep=mgh=1×10×5.01×10-2=0.49J
△Ek=$\frac{1}{2}$×1×0.982=0.48J,
(5)通过计算可以看出△EP>△EK,这是因为纸带和重錘运动过程中受阻力,
故答案为:(1)C
(2)P
(3)0.98,
(4)0.49,0.48,
(5)>,纸带和重錘运动过程中受阻力;在实验误差允许的范围内机械能守恒.

点评 解决本题的关键知道实验的原理,掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度,得出动能的增加量,以及会通过下降的高度求出重力势能的减小量.

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