在用落体法验证机械能守恒定律时,某同学按照正确的操作选得纸带如图所示.其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连接打下的3

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  • 解题思路:根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度,从而得出动能的增加量,根据重锤下落的高度求出重力势能的减小量.

    (1)毫米刻度尺测量长度,要求估读即读到最小刻度的下一位.

    这三个数据中不符合有效数字读数要求的是OC段:15.7,应记作15.70cm.

    (2)重力势能减小量△Ep=mgh=9.8×0.1242m J=1.22mJ

    中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小:

    vB=[.1570−0.0951/0.04]=1.55m/s

    EkB=

    1

    2mvB2=1.20m J

    这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量大于动能增加量,

    由于物体下落过程中存在摩擦阻力,因此动能的增加量小于势能的减小量,

    (3)EkB=

    1

    2mvB2=

    1

    2m(9.8×0.02×8)2=1.23mJ

    即:重力势能的减少量小于动能的增加量,原因是:v是按照自由落体计算的,实际运动不是自由落体运动,有阻力,对应的下落高度比实际测得的高度要大.

    故答案为:(1)15.7;15.70.

    (2)1.22m;1.20m;大于;因为有摩擦生热,减少的重力势能一部分转化为内能;

    (3)1.23m;小于;v是按照自由落体计算的,对应的下落高度比实际测得的高度要大.

    点评:

    本题考点: 验证机械能守恒定律.

    考点点评: 纸带问题的处理时力学实验中常见的问题.我们可以纸带法实验中,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和加速度.

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