Question

【題目】在用重錘下落來驗證機械能守恒時，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖所示，其中O是起始點，A、B、C、D、E是打點計時器連續(xù)打下的5個點，打點頻率為50 Hz。該同學(xué)用毫米刻度尺測量O到A、B、C、D、E各點的距離，并記錄在圖中（單位：cm）

（1）這五個數(shù)據(jù)中不符合讀數(shù)要求的是哪一段_______。（填OA、OB、OC、OD或OE）

（2）從下列器材中選出實驗所必須的器材，其編號為________。（多選、漏選均不得分）

A．打點計時器（包括紙帶）； B．重錘； C．天平；

D．毫米刻度尺； E．秒表； F．運動小車

（3）實驗中紙帶的_______端與重物相連(填“O”或“E”)。

（4）某同學(xué)用重錘在OD段的運動來驗證機械能守恒，OD距離用h來表示，他用vD=計算與D點對應(yīng)的重錘的瞬時速度，得到動能的增加量，這種做法_______。（填“對”或“不對”）

（5）在驗證機械能守恒定律時，如果以為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖象應(yīng)是一條直線能驗證機械能守恒定律，圖線的斜率表示_______________。

（6）若重錘質(zhì)量m=200g，重力加速度g=9.80 m/s2，由圖中給出的數(shù)據(jù)，可得出從O點到打下D點，重錘重力勢能的減少量為_____ J，而動能的增加量為______ J（均保留三位有效數(shù)字）。

（7）實驗中，動能的增加量小于重力勢能的減少量，其主要原因是___________。

Answer 1

【答案】（1）OB （2）ABD （3）O （4）不對； （5）g （6）0.380J； 0.376J； （7）物體在下落過程中克服摩擦阻力做功

【解析】

第一空.毫米刻度尺測量長度，要求估讀即讀到最小刻度的下一位．這三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是OB讀數(shù)．

第二空.實驗中必須要用的器材有：A.打點計時器（包括紙帶）； B.重錘；D.毫米刻度尺；不需要C.天平； E.秒表以及F.運動小車；故選ABD.

第三空.由紙帶上的點跡分布可知，從O點到E點做勻加速運動，因此實驗中紙帶的O端與重物相連。

第四空.不對；在驗證機械能守恒的實驗中，由于存在阻力物體實際下落的加速度小于重力加速度，所以不應(yīng)當用重力加速度g來表示某位置的速度，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大小；即。

第五空.由機械能守恒定律可知：mgh=mv2；變形可知：gh=，則根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖象應(yīng)是一條直線，圖線的斜率表示重力加速度g；

第六空.從O到打下D點，重錘重力勢能的減少量△EP=mgh=0.2×9.8×0.1941J=0.380J；

第七空.利用勻變速直線運動的推論；

則 EkD=mvD2=×0.2×1.942J=0.376J；則動能的增加量△Ek=0.376J；

第八空. 通過計算可知動能的增加量小于重力勢能的減小量，其原因是物體在下落過程中克服摩擦阻力做功，導(dǎo)致重力勢能沒有完全轉(zhuǎn)化為動能．