在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地重力加速度为9.80m/s2,测得所用重物的质

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  • 解题思路:书本上的实验,我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚.

    纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度.从而求出动能.根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值.该实验的误差主要来源于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在.

    打点计时器的打点频率为50Hz,打点周期为0.02s,重物开始下落后,

    在第一个打点周期内重物下落的高h=[1/2]gt2≈[1/2]×9.8×(0.02)2m≈2mm,所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm,所以丙同学操作是错误的.

    (1)物体下落时做加速运动,因此所打点距会越来越大,故纸带的左端与重物相连;

    根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度有:

    (2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度有:

    vB=

    (7.06−3.14)×0.01

    2×0.02m/s=0.98m/s

    (3)根据功能关系可知,当打点计时器打在B点时,重锤的重力势能的减少量为:

    △EP=mgh=1.0×9.8×0.05J=0.49J

    △Ek=[1/2]mvB2=0.48J

    (4)通过计算可知,在数值上△Ep>△Ek.这是因为物体下落过程中存在摩擦阻力.

    (5)由此得出实验的结论是在误差范围内物体下落机械能守恒.

    故答案为:丙;(1)左,(2)0.98m/s,(3)0.49J,0.48J,(4)>,存在摩擦阻力,(5)在误差范围内物体下落机械能守恒.

    点评:

    本题考点: 验证机械能守恒定律.

    考点点评: 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,对于验证实验,我们有时也需要实验原理、测量数据等各个方面分析产生误差的原因.

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