题目内容

1.研究重物自由下落过程中重力势能的减少量与动能的增加量(填“动能的增加量”或“速度的增加量”)的关系,可以验证机械能守恒定律.在处理实验数据时,需要确定打点时重物的动能.一次实验中,质量为m的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列点迹,如图所示.已知相邻两点之间的时间间隔为T.测得A、B两点间的距离为h1,B、C两点间的距离为h2.由此可以确定,在打点计时器打下B点时,重物的动能为$\frac{m({h}_{1}+{h}_{2})^{2}}{8{T}^{2}}$.A到C的过程中,减少的重力势能为:mg(h1+h2),增加的动能为:$\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{A}}^{2}$(A点速度为VA   C点速度为Vc).
 

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A、C的速度得出动能的增加量.

解答 解:验证机械能守恒,即验证重物重力势能的减小量与动能的增加量是否相等.
B点的瞬时速度为:${v}_{B}=\frac{{h}_{1}+{h}_{2}}{2T}$
则打下B点时,重物的动能为:${E}_{kB}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{m({h}_{1}+{h}_{2})^{2}}{8{T}^{2}}$.
A到C过程中,重力势能的减小量为:△Ep=mg(h1+h2).
增加的动能为:$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{A}}^{2}$.
故答案为:动能的增加量,$\frac{m({h}_{1}+{h}_{2})^{2}}{8{T}^{2}}$,mg(h1+h2),$\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{A}}^{2}$.

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法,会根据纸带求解瞬时速度,从而得出动能的增加量,会根据下降的高度求解重力势能的减小量.

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