在利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中

1个回答

  • 解题思路:(1)验证机械能守恒定律,即验证钩码重力势能的减小量与动能的增加量是否相等,运用打点计时器需使用交流电源.纸带处理时需刻度尺,从而确定不需要的器材;(2)重物在下落过程中减少的重力势能EP=mgh;根据做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度求出B点的速度,然后求出重物经过B点时的动能;由于物体在下落过程中受到阻力作用,机械能有损失,动能的增加量小于重力势能的减少量;实验时应先接通电源,再放开重物,否则打第一个点时,物体应经具有一定的速度.(3)根据实验的原理判定斜率的意义,和直线没有过原点的原因.

    (1)要验证钩码动能的增加量与重力势能的增加量是否相等,即看是否有这样的关系mgh=[1/2]mv22-[1/2]mv12.质量可以约去,所以不需要天平,要测量下落的高度和瞬时速度,在纸带处理时需刻度尺.用打点计时器需要交流电源,因此不需要的器材有:直流电源、秒表、天平,故不需要的器材选BF.

    (2)打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了:

    △EP=mghB=1.00×9.8×0.1860J≈1.82J;

    计数点间的时间间隔t=0.02×2=0.04s,打下B点时的速度:

    vB=

    xAC

    2T=

    0.2721−0.1241

    0.04m/s=1.85m/s

    重物的动能比开始下落时增加了:

    Ek=

    1

    2mvB=

    1

    2×1×1.852J=1.71J

    由于重物在下落过程中纸带通过打点计时器受摩擦阻力、重物受到空气阻力等阻力作用,物体的机械能有损失,使物体动能的增加量小于物体重力势能的减少量.

    (3)从图象中可以看出,当物体下落的高度为0时,物体的速度不为0,说明了操作中先释放重物,再接通(打点计时器)电源.

    故答案为:(1)BF (2)1.82J;1.71J;由于重物在下落过程中纸带通过打点计时器受摩擦阻力、重物受到空气阻力等阻力作用;(3)操作中先释放重物,再接通(打点计时器)电源.

    点评:

    本题考点: 验证机械能守恒定律.

    考点点评: 解决本题的关键掌握验证机械能守恒定律的实验原理,通过实验原理确定所需的器材;明确“验证机械能守恒定律”实验中处理实验数据,是该实验的基本题型,属于简单题.