問題詳情:
在“驗*機械能守恆定律”的實驗中,使質量爲m=1.00kg的重物自由下落,打點計時器在紙帶上打出一系列的點,選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示.0爲第一個點,A、B、C爲從合適位置開始選取的三個連續點(其他點未畫出).已知打點計時器每隔0.02s打一個點.當地的重力加速度爲g=9.8m/s2,那麼:
(1)紙帶的左端(填“左”或“右”)與重物相連.
(2)根據圖上所得的數據,應取圖中0點到B點來驗*機械能守恆定律;
(3)從0點到(2)問中所取的點,重物重力勢能的減少量△Ep=1.89J,動能的增加量△Ek=1.70J(計算結果取三位有效數字).則該實驗說明誤差允許範圍內,重物的機械能守恆.
【回答】
考點: 驗*機械能守恆定律.
專題: 實驗題.
分析: 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理,瞭解實驗的儀器、*作步驟和數據處理以及注意事項.
紙帶法實驗中,若紙帶勻變速直線運動,測得紙帶上的點間距,利用勻變速直線運動的推論,可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度,從而求出動能.根據功能關係得重力勢能減小量等於重力做功的數值.
解答: 解:(1)從紙帶上可以看出0點爲打出來的第一個點,速度爲0,重物自由下落,初速度爲0.所以紙帶的左端應與重物相連.
(2)根據圖上所得的數據,應取圖中O點和B點來驗*機械能守恆定律,因爲B點的瞬時速度比較方便測量.
(3)重力勢能減小量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.1925 J≈1.89J.
利用勻變速直線運動的推論有:
vB===1.845m/s
EkB=mvB2=≈1.70 J
△Ek=EkB﹣0=1.70 J
在誤差允許範圍內,重物的機械能守恆.
故*爲:(1)左;(2)B;(3)1.89,1.70,誤差允許範圍內,重物的機械能守恆.
點評: 運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規問題.要注意單位的換算和有效數字的保留.
知識點:機械能守恆定律
題型:實驗,探究題