问题 填空题

用落体法验证机械能守恒定律的实验中,

①运用公式

1
2
mv2=mgh验证机械能守恒定律,所选择的纸带第l、2点间的距离应接近______mm.

②若实验中所用重锤的质量m=1kg,打点纸带如图所示,打点时间间隔为0.02s,图1中O为第一个点,测出A、B、C、D距O点的距离如图所示,则记录B点时,重锤的速度vB=______m/s,重锤的动能EK=______J,从开始下落起至B点重锤的重力势能的减小量是______J,由此可得出的结论是______.(g=10m/s2

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、h为横轴画出的图象应是图2中的哪个.

答案

(1)打点计时器的打点频率为50 Hz,打点周期为0.02 s,

重物开始下落后,在第一个打点周期内重物下落的高度为

h=

1
2
gT2=
1
2
×9.8×0.022m≈2mm

所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm.

(2)利用匀变速直线运动的推论

vB=

xAC
tAC
=0.59m/s,

重锤的动能EKB=

1
2
mvB2=0.174J

从开始下落至B点,重锤的重力势能减少量△Ep=mgh=1×9.8×0.0176J=0.172J.

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

1
2
v2-h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:

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.

故选C.

故答案为:(1)2

(2)0.59,0.174,0.172.

在误差允许范围内,重物下落的机械能守恒.

(3)C.

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