验证机械能守恒定律的实验采用重物自由下落的方法:

验证机械能守恒定律的实验采用重物自由下落的方法:
(1)若实验中所用重锤质量m=1kg,打点纸带如图Ⅰ所示,打点时间间隔为0.02s,则记录B点时,重锤的速度vB=______,重锤动能EkB=______.从开始下落起至B点,重锤的重力势能减少量是______,因此可以得出的结论是______.
(2)即使实验操作规范,数据测量及数据处理很准确,该实验求得的△EP也一定略______△EK(填大于或小于),这是实验存在系统误差的必然结果,该系统误差产生的主要原因是______.
(3)根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落的距离h,则以
v2
2
为纵轴,以h为横轴画出的图线应是下Ⅱ所示图中的______
冰点冷月2 1年前 已收到1个回答 举报

五团花 幼苗

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解题思路:(1)纸带法实验中,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和加速度,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.即可得出结论.
(2)由于纸带通过时受到阻力和重锤受到的空气阻力,重力势能有一部分转化给摩擦产生的内能,所以重力势能的减小量略大于动能的增加量.
(3)根据
v2
2
-h的关系式,从数学角度分析图象的形状.

(1)利用匀变速直线运动的推论
vB=
xAC
2T=[50.2−18.6/2×0.02×10−3=0.79m/s
重锤的动能 EKB=
1
2]mvB2=[1/2]×1×(0.79)2=0.312J
从开始下落至B点,重锤的重力势能减少量△Ep=mghB=1×9.8×0.0324J=0.318J.
得出的结论是在实验误差允许范围内,重物下落机械能的守恒.
(2)即使实验操作规范,数据测量及数据处理很准确,该实验求得的△EP也一定略大于△EK,这是实验存在系统误差的必然结果,该系统误差产生的主要原因是.
纸带受到摩擦阻力和重锤受到的空气阻力,重力势能有一部分转化给摩擦产生的内能.
(3)由mgh=[1/2]mv2,即[1/2]v2=gh
所以以[1/2]v2为纵轴,以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线,也就是图中的C.故C正确.
故选:C
故答案为:
(1)0.79m/s,0.312J、0.318J、在实验误差允许范围内,重物下落的机械能守恒.
(2)大于,纸带受到摩擦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.
(3)C

点评:
本题考点: 验证机械能守恒定律.

考点点评: 用运动学公式、推论和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题,要注意单位的换算和有效数字的保留.利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法.我们更多的研究直线图形,找出其直线的斜率和截距.

1年前

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