问题 实验题

(8分)用图甲所示装置验证机械能守恒定律时,所用交流电源的频率为50Hz,得到如图乙所示的纸带。选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起点O的距离为s0=19.00cm,点A、C间的距离为s1=8.36cm,点C、E间的距离为s2=9.88cm,g取9.8m/s2,测得重物的质量为100g。

⑴下列做法正确的有       

A.图甲中两限位孔必须在同一竖直线上

B.实验前,手应提住纸带上端,并使纸带竖直

C.实验时,先放手松开纸带再接通打点计时器电源

D.数据处理时,应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置

⑵选取O、C两点为初末位置研究机械能守恒。重物减少的重力势能是     J,打下C点时重物的速度是     m/s。(结果保留三位有效数字)

⑶实验中,重物减小的重力势能总是略大于增加的动能,写出一条产生这一现象的原因           

答案

⑴AB;⑵0.268,2.28;⑶纸带与打点计时器间的摩擦阻力及空气阻力。

题目分析:⑴图甲中两限位孔必须在同一竖直线上和实验前,手应提住纸带上端,并使纸带竖直都是为了减小其与纸带之间的摩擦,故选项A、B正确;实验时,应先接通打点计时器电源再放手松开纸带,以确保打第一个点O时重物对应的速度为零,故选项C错误;数据处理时,应选择纸带上距离适当远的两点作为初、末位置,以减小长度的测量误差,故选项D错误。

⑵重物减少的重力势能为:ΔEp=mg(s0+s1)=0.1×9.8×(0.19+0.0836)J=0.268J,由于重物下落做匀变速直线运动,根据匀变速直线运动中点时刻速度等于平均速度可知,打下C点时重物的速度为:vCm/s=2.28m/s

⑶在实验过程中,纸带与打点计时器之间的摩擦、空气阻力是存在的,因此需克服阻力做功,损失部分能量,因此实验中,重物减小的重力势能总是略大于增加的动能。

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