题目内容
在“验证机械能守恒定律”的实验中,采用重物自由下落的方法.若实验中 所用重物,质量m=1kg,打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.80m/s2,量得纸带上打出的连续A、B、C到第一个点O点的距离如图所示,分别为3.13cm、4.94cm、7.01cm.那么

(1)打点计时器打下计数点B时,物体的速度=
(2)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是
(3)通过计算,数值上重力势能的减少量
(1)打点计时器打下计数点B时,物体的速度=
0.97
0.97
m/s;(2)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是
0.48
0.48
J,此过程中物体动能的增加量=0.47
0.47
J;(3)通过计算,数值上重力势能的减少量
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>
动能的增加量(填“>”、“=”或“<”),这是因为纸带与打点计时器间有摩擦阻力,或存在空气阻力
纸带与打点计时器间有摩擦阻力,或存在空气阻力
(所有计算结果均保留两位有效数字).分析: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.
由于纸带通过时受到较大的阻力和重锤受到的空气阻力,重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能,所以重力势能的减小量明显大于动能的增加量.
由于纸带通过时受到较大的阻力和重锤受到的空气阻力,重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能,所以重力势能的减小量明显大于动能的增加量.
解答:解:(1)利用匀变速直线运动的推论
vB=
=
=0.97m/s
(2)重物由B点运动到C点时,重物的重力势能的减少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.0494 J=0.48J.
EkB=
mvB2=0.47J
(3)由(2)可知,重力势能的减少量>动能的增加量,原因是纸带与打点计时器间有摩擦阻力,或存在空气阻力.
故答案为:0.97; 0.48; 0.47;>;纸带与打点计时器间有摩擦阻力,或存在空气阻力
vB=
| xAC |
| 2t |
| 0.0701-0.0313 |
| 0.04 |
(2)重物由B点运动到C点时,重物的重力势能的减少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.0494 J=0.48J.
EkB=
| 1 |
| 2 |
(3)由(2)可知,重力势能的减少量>动能的增加量,原因是纸带与打点计时器间有摩擦阻力,或存在空气阻力.
故答案为:0.97; 0.48; 0.47;>;纸带与打点计时器间有摩擦阻力,或存在空气阻力
点评: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.
要注意单位的换算.
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.
要注意单位的换算.
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.
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