问题 问答题

验证“机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法.

(1)有下列器材可供选择:电磁打点计时器、铁架台(带铁架)、带铁夹的重物、复写纸、纸带、秒表、导线、开关、天平,其中不必要的器材是______;缺少的器材是______.

(2)已知所用电火花打点计时器所接电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度为g=9.80m/s2,重物质量为0.5kg,某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量各计时点对应刻度尺的读数如图所示.图中O点是打点计时器打出的第一个点(此时重物的速度为零),A、B、C、D分别是连续打出的计时点.重物由O点运动到C点时,重物的重力势能的减少量△EP=______J,此过程中物体动能的增加量△Ek=______J.(结果均保留三位有效数字)

(3)可得出的结论是______.

(4)根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,则以v2/2为纵轴,以h为横轴画出的图象应是图中的______

答案

(1)根据实验原理,需要验证下列方程成立

             mgh=

1
2
mv2,即gh=
1
2
v2
         

        则不需要天平.v由打点计时器打下的纸带测出,不需要秒表.

        电磁打点计时器工作46V交流电源,故需要低压交流电源.纸带处理需要刻度尺.

  (2)重物的重力势能的减少量△EP=mgh=0.5×9.8×0.326J=1.60J

       打C点重物速度v=

xBD
2T
=
0.38-028
2×0.02
m/s=2.5m/s

       物体动能的增加量△Ek=

1
2
mv2=0.5×0.5×2.52J=1.56J

  (3)由上得到结论:在实验误差允许的范围内,重锤机械能守恒              

  (4)由 mgh=

1
2
mv2,即
1
2
v2
=gh   故选C.

故答案是:(1)秒表,天平,低压交流电源,刻度尺.

          (2)1.60,1.56

          (3)在实验误差允许的范围内,重锤机械能守恒

          (4)C

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