在验证机械能守恒定律的实验中,质量为m的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m/s2.求:(1)该实验所需器

◎ 题目

在验证机械能守恒定律的实验中,质量为m的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m/s2.求:

(1)该实验所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需______(填字母代号)中的器材.
A.直流电源、天平及砝码B.直流电源、毫米刻度尺
C.交流电源、天平及砝码D.交流电源、毫米刻度尺
(2)打点计时器打下记数点B时,物体的速度VB=______m/s(保留两位有效数字);
(3)从点O到打下记数点B的过程中,物体重力势能的减小量△EP=______J,动能的增加量△EK=______J(保留两位有效数字);
(4)根据题中提供的条件,可求出重锤实际下落的加速度a=______m/s2.(保留两位有效数字)
(5)即使在实验操作规范,数据测量及数据处理很准确的前提下,该实验测得的△EP也一定略大于△EK,这是实验存在系统误差的必然结果,试分析该系统误差产生的主要原因为______.

◎ 答案

(1)试验中,不需要知道m的大小,所以不需要天平,打点计时器使用交流电,需要刻度尺测量长度,故选D;
(2)在匀加速直线运动中,平均速度等于中间时刻的瞬时速度,故:
vB=
(6.91-3.07)×10-2m
0.02s×2
=0.96m/s;
(3)重力势能的减小量△Ep=mghB=0.47m(J)
△EK=
1
2
mvB2=0.46m(J);
(4)匀变速直线运动中,在相等的时间间隔T内位移的差值是个定值:△x=aT2
带入数据:△x=(6.91-4.08)×10-2m-(4.80-3.07)×10-2m,T=0.02s,得a=9.5m/s2
(5)重锤和纸带都受到空气阻力和纸带运动过程中的摩擦力的作用,因此机械能有损失.
故答案为:(1)D;(2)0.96;(3)0.47m,0.46m;(4)9.5;(5)重锤和纸带都受到阻力的作用,因此机械能有损失.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“在验证机械能守恒定律的实验中,质量为m的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m/s2.求:(1)该实验所需器…”主要考查了你对  【实验:验证机械能守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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