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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的纸带如图。其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm)。 ①这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_______,应
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的纸带如图。其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm)。 ①这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_______,应
admin
2017-12-19
28
问题
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的纸带如图。其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm)。
①这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_______,应记作_______cm。
②甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,已知当地的重力加速度g=9.80m/s
2
,他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度,则该段重锤重力势能的减少量为_______,而动能的增加量为_______,(均保留3位有效数字,重锤质量用m表示)。这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量(填”大于”、”小于”或”等于”),原因是_______。
③乙同学根据同一条纸带,同一组数据,也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,将打点计时器打下的第一个点O记为第1个点,图中的B是打点计时器打下的第9个点。因此他用v
B
=gt计算跟B点对应的物体的即时速度,得到动能的增加量为_______,这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量(填“大于”、“小于”或“等于”),原因是_______。
④丙同学根据同一条纸带上测量出的数据,算出AB之间的距离以及BC之间的距离,利用公式a=△s/T
2
算出纸带下落时的重力加速度a,并用这个加速度当作当地的重力加速度计算出重力势能的减小量;同时用AC段的平均速度作为B点对应的物体的即时速度从而算出动能的增加量,这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量。(填“大于”、“小于”或“等于”),原因是_______。
选项
答案
①15.7,15.70; ②1.22m;1.20m,大于;由于重物带动纸带下落过程中,除了重力还受到较大的阻力,从能量转化的角度,由于阻力做功,重力势能减小除了转化为动能还有一部分转化为摩擦产生的内能,因此系统重力势能的减小量大于动能的增加量。 ③1.23m;小于;原因是v是按照自由落体计算的,但是这里O点并不是自由落体运动的起点,所以这个公式对应的自由下落的高度比实际OB的高度要大,箅出的v偏大,动能的增加量偏大。 ④等于;下落时的重力加速度a是按实际运动计算的,v也是按照实际的运动规律计算的,只要纸带做匀加速直线运动,mah=1/2mv
2
总成立。
解析
②重力势能的减小量等于重力做功,故有:△E
p
=mgh
OB
=1.22m;根据匀变速直线运动规律,B点的速度为:v
B
=h
AC
/2T=1.55m/s,所以动能的增量为:△E=1/2mv
B
2
=1.20m;由于重物带动纸带下落过程中,除了重力还受到较大的阻力,从能量转化的角度,由于阻力做功,重力势能减小除了转化为动能还有一部分转化为摩擦产生的内能,因此系统重力势能的减小量大于动能的增加量。③B是打点计时器打下的第9个点,所以若以0记为第1个点,到B点经历的时间为8T=0.16s,v
B
=gt=9.8×0.16≈1.57m/s,则动能的增加量△E
k
=1/2mv
B
2
=1.23m。重力势能的减小量小于动能的增加量。原因是v是按照自由落体计算的,但是这里O点并不是自由落体运动的起点,所以这个公式对应的自由下落的高度比实际OB的高度要大,箅出的v偏大,动能的增加量偏大。④下落时的重力加速度a是按实际运动计算的,v也是按照实际的运动规律计算的,只要纸带做匀加速直线运动,mah=1/2mv
2
总成立。
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