题目内容

4.“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法:(保留三位小数,g=10m/s2)
(1)若实验中所使用的重物质量为m=1kg,打点纸带如图1所示,数据都从同一点O开始测量,A.B.C为连续的三个点,若以起始点O点为参考点,打点计时间隔为0.02s,则记录B点时,重物的速度vB=0.600m/s,重物的动能为EK=0.180J.从开始下落到B点,重物的重力势能改变量是△EP=0.181J,因此,可以得出的结论是:在实验误差允许的范围内,机械能守恒,即重物动能的增加量等于重物重力势能的减少量.

(2)根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落的距离h,则以$\frac{1}{2}$v2为纵轴,以h为横轴画出的图线应是图2中的:C.

分析 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,从而得出重物的动能,根据下降的高度求出重力势能的减小量.
根据机械能守恒得出$\frac{{v}^{2}}{2}$与h的关系式,结合关系式得出正确的图线.

解答 解:(1)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,
则有,B点的瞬时速度vB=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{31.8-7.8}{2×0.02}×1{0}^{-3}$=0.600m/s,
则重物的动能Ek=$\frac{1}{2}$mvB2=$\frac{1}{2}$×1×0.36J=0.180J.
重物重力势能的减小量△Ep=mgh=1×10×0.0181J=0.181J.
实验结论:在实验误差允许的范围内,机械能守恒,即重物动能的增加量等于重物重力势能的减少量.
(2)根据mgh=$\frac{1}{2}$mv2得,$\frac{{v}^{2}}{2}$=gh,知$\frac{{v}^{2}}{2}$-h图线为过原点的一条直线.故C正确.
故答案为:(1)0.600m/s,0.180J,0.181J,在实验误差允许的范围内,机械能守恒,即重物动能的增加量等于重物重力势能的减少量.
  (2)C.

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度和加速度,利用图象进行数据处理时注意从物理角度找出两个物理变量的关系表达式.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网