题目内容
如图,甲、乙两图都是使用电磁打点计时器验证机械能守恒定律的装置示意图,已知该打点计时器的打点频率为50Hz.
(1)甲、乙两图比较,图
(2)若按实验要求正确地选出纸带测量,量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图丙所示(相邻两点时间间隔为0.02s),当重力加速度的值为9.8m/s,测得重物的质量为1.00kg,则从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量△EP=
(1)甲、乙两图比较,图
甲图
甲图
所示的装置较好.(2)若按实验要求正确地选出纸带测量,量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图丙所示(相邻两点时间间隔为0.02s),当重力加速度的值为9.8m/s,测得重物的质量为1.00kg,则从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量△EP=
0.49J
0.49J
,此过程物体动能增加量△EK=0.48J
0.48J
.(计算结果均保留两位有效数字)分析:(1)因为用夹子固定纸带,可以避免乙图中用手握住纸带的弊端,一方面,由于手的抖动会造成纸带上的第一个点迹被拖长或位置不能确定;另一方面,用夹子固定纸带,便于将纸带调整为竖直方向,以避免纸带与打点计时器限位孔之间产生过大的摩擦.
(2)根据下降的高度求出重力势能的减小量;根据某段时间内平均速度等于中间时间的瞬时速度求出B点的瞬时速度,从而求出动能的变化量.
(2)根据下降的高度求出重力势能的减小量;根据某段时间内平均速度等于中间时间的瞬时速度求出B点的瞬时速度,从而求出动能的变化量.
解答:解:(1)因为用夹子固定纸带,可以避免乙图中用手握住纸带的弊端,一方面,由于手的抖动会造成纸带上的第一个点迹被拖长或位置不能确定;另一方面,用夹子固定纸带,便于将纸带调整为竖直方向,以避免纸带与打点计时器限位孔之间产生过大的摩擦.甲、乙两图相比较,甲图所示的装置较好.
(2)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是:△Ep=mgh=1×9.8×0.0501J≈0.49J.
B点的瞬时速度等于AC段的平均速度,则有:
vB=
=
=0.98m/s
动能的增加量:
△Ek=
m
=
×1.00×(0.98)2J=0.48J
故答案为:(1)甲图;(2)0.49J,0.48J.
(2)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是:△Ep=mgh=1×9.8×0.0501J≈0.49J.
B点的瞬时速度等于AC段的平均速度,则有:
vB=
| xAC |
| 2T |
| (7.06-3.14)×10-2m |
| 2×0.02s |
动能的增加量:
△Ek=
| 1 |
| 2 |
| v | 2 B |
| 1 |
| 2 |
故答案为:(1)甲图;(2)0.49J,0.48J.
点评:对于基础实验要从实验原理出发去理解,要亲自动手实验,深刻体会实验的具体操作,不能单凭记忆去理解实验,同时要掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解加速度和瞬时速度.
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