问题详情:
利用重锤下落验*机械能守恒定律.
①为进行“验*机械能守恒定律”的实验,有下列器材可供选择:铁架台(也可利用桌边),电火花打点计时器、纸带,低压直流电源,天平,秒表,毫米刻度尺,导线,.其中不必要的器材是 ;缺少的器材是 .
②在验*机械能守恒定律的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,测出所用重物的质量m=1.00kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带,把第一个点记作O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点,经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm,根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量为 J,动能的增加量为 J(取3位有效数字)
③实验中产生系统误差的原因主要是 .为了减小误差,悬挂在纸带下的重物的质量应选择 .
④如果以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出﹣h的图线是 ,该线的斜率等于 .
【回答】
考点: 验*机械能守恒定律.
专题: 实验题;机械能守恒定律应用专题.
分析: 根据实验的原理确定所需测量的物理量,从而确定所需的器材.
根据下降的高度求出重力势能的减小量,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的换算速度求出C点的速度,从而得出动能的增加量.
根据机械能守恒得出的关系式,从而得出图线斜率的物理意义.
解答: 解:①验*机械能守恒,即验*动能的增加量与重力势能的减小量是否相等,两边都有质量,可以约去,不需要测量重锤的质量,所以不需要天平,时间可以通过打点计时器打出纸带的间隔数直接得出,不需要秒表,打点计时器使用的是交流电源,不需要直流电源,实验中缺少的器材是重锤.
②重物由O点运动到C点,重力势能的减少量△Ep=mghOC=1×10×0.7776J=7.776J,C点的速度vC==3.8875m/s,则动能的增加量=7.556J.
③重力势能的减小量大于动能的增加量,形成系统误差的原因是实验中各种摩擦的存在,为了减小误差,悬挂在纸带下的重物的质量应选择大一些的.
④根据得,,可知图线为一条倾斜的直线,图线的斜率等于当地的重力加速度g.
故*为:①低压直流电源、天平、秒表,重锤,②③④
点评: 纸带问题的处理时力学实验中常见的问题,对于这类问题要熟练应用运动学规律和推论进行求解,计算过程中要注意单位的换算和有效数字的保留.
知识点:机械能守恒定律
题型:实验,探究题