在“验证机械能守恒定律”的一次实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出五系列的点,如上图所示(相邻记数点时间间隔为0.02s):(g取9.8m/s2,

在“验证机械能守恒定律”的一次实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出五系列的点,如上图所示(相邻记数点时间间隔为0.02s):(g取9.8m/s2,

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在“验证机械能守恒定律”的一次实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出五系列的点,如上图所示(相邻记数点时间间隔为0.02s):(g取9.8m/s2,结果保留二位有效数字)
(1)纸带的______(用字母表示)端与重物相连;
(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=______m/s;
(3)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=______J,此过程中物体动能增加量△Ek=______J;
(4)以h为横轴,v2/2为纵轴画v2/2-h图象为过原点的一条直线,其斜率为______.
(5)一般计算中△Ek小于△EP,原因是重物在下降过程中受到空气阻力和______.

魔方格
答案
(1)物体做加速运动,因此点距越来越大,故纸带的P端与重物相连.
故答案为:P.
(2)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=
xAC
2T
=0.98m/s

故答案为:0.98.
(3)O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是:△EP=mghOB=0.49J;
因此动能的增量为:EK=
1
2
m
v2B
=0.48J

故答案为:0.49,0.48.
(4)根据mgh=
1
2
mv2
得:
v2
2
=gh
,因此在
v2
2
与h的图线为过原点的直线,斜率表示重力加速度的大小,由于物体下落的过程中不可避免的受到阻力作用,因此动能的增加量小于势能的减小量.
故答案为:重力加速度,纸带跟限位孔间的摩擦阻力.
举一反三
某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律.频闪仪每隔0.05s闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8m/s2,小球质量m=0.2kg,结果保留三位有效数字):
题型:江苏一模难度:| 查看答案
时刻t2t3t4t5
速度(m/s)4.994.483.98
现要通过实验验证机械能守恒定律.实验装置如图1所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨底端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B两点间的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度.用g表示重力加速度.完成下列填空和作图:(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为______,动能的增加量可表示为______.若在运动过程中机械能守恒,
1
t2
与s的关系式为
1
t2
=______.

魔方格

(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如下表所示:
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s/m0.6000.8001.0001.2001.400
t/ms8.227.176.445.855.43
1
t2
/104s-2
1.481.952.412.923.39
某校学生利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统由静止释放后机械能是否守恒.实验前已经调整气垫导轨底座使之水平,且选定滑块从静止开始运动的过程进行测量.

魔方格

(1)如图乙所示,用游标卡尺测得窄遮光条的宽度d=______cm;实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.2×10-2s,则在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为______m/s.
(2)已知当地重力加速度为g,钩码的质量为m,滑块的质量为M,在本实验中还需要直接测量的物理量有:______.
A.光电门到导轨左端定滑轮的距离x
B.滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s
C.气垫导轨的总长L
(3)本实验通过比较______和是否相等(用直接测出的物理量符号写出表达式,重力加速度为g)说明系统的机械能是否守恒.
(4)为提高实验结果的准确程度,该实验小组的同学对此实验提出以下建议,其中确实对提高准确程度有作用的是______.
A.绳的质量要轻,滑块与滑轮间绳要水平
B.在“轻质绳”的前提下,绳越长越好
C.钩码的质量m越小越好
(5)你估计减少的重力势能______(大于、小于或等于)增加的动能.
在“验证机械能守恒定律”的实验中,质量为m的重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带通过打点计时器所打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量就可以验证机械能守恒定律.
(1)如图所示,选取纸带打出的五个连续点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为S0,其余如图,使用电源的频率为f(频率为周期的倒数),则打C点时重锺的速度为______,打点计时器在打C点时重锤的动能为______,打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤重力势能的减少量为______.

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(2)实验中发现重锤减少的重力势能略大于重锤增加的动能,其原因主要是因为在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力作用,若已知当地重力加速度的值为g,用(1)小题及题目中给出的已知量表示重锤在下落过程中受到的平均阻力大小为______.
某同学利用右图所示装置测定当地重力加速度.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、带铁夹的重锤.回答下列问题:
(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有______.(填入正确选项前的字母)
A.米尺B.秒表  C.4~6V的直流电源D.220V的交流电源
(2)如图是实验时所打出的一条纸带.A、B、C、D、E为打点计时器打出的点.打点计时器打下C点时重锤的瞬时速度为______m/s,该同学测得的当地重力加速度大小为______ m/s2.(结果保留三位有效数字)

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