题目内容
18.某同学用图1所示装置探究重力势能与动能转化关系的实验,实验中的某纸带如图2所示,(1)如图2,A、B、C、D、E为纸带上连续的五个点,O为起始点,各点的距离分别为AB=24.0mm,BC=28.0mm,CD=32.0mm,DE=36.0mm,已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz.重锤的质量为m=0.2kg,则打点计时器在打C点时,物体的速度为1.50m/s,从O到C动能的增加量为0.225J,实际中物体重力势能的减少量一定>动能增加量(填“>”“<”或“=”).(计算中g 取9.8m/s2,结果都保留三位有效数字)
(2)若甲、乙、丙三名同学得到的纸带,它们前两个点间的距离分别是1.8mm、1.9mm、4.0mm.那么一定存在操作错误的同学是丙,错误原因可能是先放纸带后接通电源.
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C点的瞬时速度,从而得出重锤下落到C点的动能.根据下落的高度求出重力势能的减小量.
当物体自由下落时,第一、二两点之间的距离为h=$\frac{1}{2}$gt2≈2mm,由此可正确解答.
解答 解:(1)利用匀变速直线运动的推论得
vC=$\frac{0.028+0.032}{2×0.02}$=1.50m/s,
从O到C动能的增加量为△Ek=$\frac{1}{2}×0.2×$(1.5)2=0.225J
由于存在摩擦阻力,所以实际中物体重力势能的减少量一定>动能增加量.
(2)当物体自由下落时,第一、二两点之间的距离为:h=$\frac{1}{2}$gt2≈2mm,由此可知乙同学的纸带最为理想,丙同学所得出的纸带,开始两点之间的距离明显大于2mm,着说明他在操作过程中开始打点时,纸带已经具有了速度,可能原因是先释放重物,后接通电源(或释放纸带初速度不为零等).
故答案为:(1)1.50,0.225,>
(2)丙;先放纸带后接通电源
点评 解答本题的关键是明确实验原理,以及掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度,从而得出动能的变化量.
练习册系列答案
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9.关于匀速圆周运动的速度、加速度,以下说法正确的是( )
| A. | 速度不变,加速度改变 | B. | 速度大小不变,加速度不变 | ||
| C. | 速度不变,加速度不变 | D. | 速度大小不变,加速度改变 |
6.在下列情况中,机械能守恒的是( )
| A. | 飘落的树叶 | |
| B. | 沿着斜面匀速下滑的物体 | |
| C. | 被起重机匀加速吊起的物体 | |
| D. | 不计空气阻力,推出后在空中运动的铅球 |
3.
水平天花板上的两点A、B之间本来有一根长4m的轻质细绳,将一个直径为2m、重200N的木制圆形薄板的轴O挂在绳上,调整好后,薄板刚好竖直立起且边缘与天花板相切,则下列说法中正确的是( )
| A. | A、B两点间距离为4$\sqrt{3}$m | |
| B. | A、B两点均受到绳的弹力作用,方向竖直向下 | |
| C. | 此时薄板可能对天花板没有弹力 | |
| D. | AO和BO两段绳子各承受100N的拉力 |
10.一质量为M的木块静止在光滑的水平面上,另一质量为m的子弹以速度v射向木块过程中,正确的是( )
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| A. | $\frac{{T•{m^2}}}{Ω•s}$ | B. | $\frac{N•s}{T•m}$ | C. | $\frac{C•Wb}{m^2}$ | D. | F•V |