问题 实验题

用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中:

(1)运用公式=mgh对实验条件的要求是              

(2)若实验中所用重物的质量m=1 kg.打点纸带如图所示,打点时间间隔为T="0.02" s,则记录B点时,重物速度vB=________m/s,重物动能Ek=________J,从开始下落起至B点时重物的重力势能减少量是__________J,由此可得出的结论是__________________________;(结果保留三位有效数字,g取9.8 m/s2)

(3)根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,则以为纵轴、以h为横轴画出的图象应是下图中的(    )

答案

(1) 打第一个点时重物的速度为零 (2) 0.590  0.174   0.172   在实验误差范围内,重物的机械能守恒(3)C

题目分析:(1)用公式时,对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始,

(2)利用匀变速直线运动的推论

重锤的动能

从开始下落至B点,重锤的重力势能减少量

得出的结论是在误差允许范围内,重物下落的机械能守恒.

(3)利用图线处理数据,从理论角度物体自由下落过程中机械能守恒可以得出:,即;所以以为纵轴,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.

故选C.

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.要能够找出斜率和截距的物理意义,我们必须要从物理角度找出两个物理变量的关系表达式.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.

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