在利用重錘下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中:
(1)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到的紙帶如圖所示,其中A、B、C、D是打下的相鄰的四個(gè)點(diǎn),它們到運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)O的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、
85.73cm.已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz,重錘質(zhì)量為1.00kg.請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算重錘由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)C點(diǎn)的過程中,重力勢(shì)能的減少量為
7.62
7.62
J,動(dòng)能的增加量為
7.56
7.56
J.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
(2)甲、乙、丙三名同學(xué)分別得到A、B、C三條紙帶,它們前兩個(gè)點(diǎn)間的距離分別是1.7mm、1.9mm、4.0mm.那么一定存在操作錯(cuò)誤的同學(xué)是
,錯(cuò)誤原因可能是
先釋放重物,后接通電源(或釋放紙帶初速度不為零等)
先釋放重物,后接通電源(或釋放紙帶初速度不為零等)
分析:(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該段時(shí)間內(nèi)的平均速度可以求出物體在C點(diǎn)時(shí)的速度,然后根據(jù)動(dòng)能、勢(shì)能的定義進(jìn)一步求得動(dòng)能、勢(shì)能的變化量.
(2)當(dāng)物體自由下落時(shí),第一、二兩點(diǎn)之間的距離為h=
1
2
gt2≈2mm
,由此可正確解答.
解答:解:(1)重力勢(shì)能的減少量:△Ep=mghC=1.00×9.8×0.7776J=7.62J.
據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該段時(shí)間內(nèi)的平均速度可以求出物體在C點(diǎn)時(shí)的速度為:
vC=
xBD
2T
=
(85.73-70.18)×10-2m
2×0.02s
=3.8875m/s

故動(dòng)能的增加量為:
Ek=
1
2
m
v
2
C
=
1
2
×1×(3.8875)2J≈7.56J

(2)當(dāng)物體自由下落時(shí),第一、二兩點(diǎn)之間的距離為:h=
1
2
gt2≈2mm
,由此可知乙同學(xué)的紙帶最為理想,丙同學(xué)所得出的紙帶,開始兩點(diǎn)之間的距離明顯大小2mm,著說明他在操作過程中開始打點(diǎn)時(shí),紙帶已經(jīng)具有了速度,可能原因是先釋放重物,后接通電源(或釋放紙帶初速度不為零等).
故答案為:(1)7.62,7.56;(2)丙,先釋放重物,后接通電源(或釋放紙帶初速度不為零等).
點(diǎn)評(píng):題比較簡(jiǎn)單,考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中基本方法的應(yīng)用,對(duì)于基本方法不能忽視,要在訓(xùn)練中加強(qiáng)練習(xí),提高認(rèn)識(shí).
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解