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在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1.0kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列点.如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带,O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02s打一次点,当地的重力加速度g=9.80m/s2,(结果取3位有效数字).那么:
(1)纸带的
端(选填“左”或“右’)与重物相连;
(2)根据图上所得的数据,应取图中O点和
B
B
点来验证机械能守恒定律;
(3)从O点到所取点,重物重力势能减少量△Ep=
2.74
2.74
J,动能增加量△Ek=
2.71
2.71
J;
(4)实验的结论是
在误差允许范围内,重物下落的机械能守恒
在误差允许范围内,重物下落的机械能守恒
分析:解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项.
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.
解答:解:(1)从纸带上可以看出0点为打出来的第一个点,速度为0,重物自由下落,初速度为0.
所以纸带的左端应与重物相连.
(2)根据图上所得的数据,应取图中O点和B点来验证机械能守恒定律,因为B点的瞬时速度比较方便测量.
(3)重力势能减小量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.28 J=2.74J.
利用匀变速直线运动的推论
vB=
xAC
tAC
=
(0.3280-0.2350)m
2×0.02S
=2.33m/s
EkB=
1
2
mvB2=2.71 J
△Ek=EkB-0=2.71 J
在误差允许范围内,重物下落的机械能守恒.
故答案为:(1)左
(2)B
(3)2.74,2.71,在误差允许范围内,重物下落的机械能守恒.
点评:运用运动学公式和动能、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
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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解