【題目】在用重錘下落來驗證機械能守恒時,某同學按照正確的操作選得紙帶如圖所示.其中O是起始點,AB、C、D、E是打點計時器連續(xù)打下的5個點,打點頻率為50 Hz.該同學用毫米刻度尺測量OA、B、CD、E各點的距離,并記錄在圖中(單位:cm

1)這五個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是哪一段________.(填OA、OBOC、ODOE

2)該同學用重錘在OC段的運動來驗證機械能守恒,OC距離用h來表示,他用vc=計算與C點對應的重錘的瞬時速度,得到動能的增加量,這種做法(填“對”或“不對”)___________.

3)在驗證機械能守恒定律時,如果以為縱軸,以h為橫軸,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖象應是一條直線能驗證機械能守恒定律,圖線的斜率表示_______________。

4)從下列器材中選出實驗所必須的,其編號為_____________.

A.打點計時器(包括紙帶); B.重錘; C.天平;

D.毫米刻度尺; E.秒表; F.運動小車

5)若O點到某計數(shù)點的距離用h表示,重力加速度為g,該點對應重錘的瞬時速度為v,則實驗中要驗證的等式為________________.

6)若重錘質量m=2.00×10-1kg,重力加速度g=9.80 m/s2,由圖中給出的數(shù)據(jù),可得出從O點到打下D點,重錘重力勢能的減少量為_______________ J,而動能的增加量為____________ J(均保留三位有效數(shù)字).

【答案】 oB 不對 重力加速度 ABD 0.380 0.376

【解析】1)刻度尺讀數(shù)是應在最小刻度1mm的基礎上向下一位估讀,即應當保留到小數(shù)點后的兩位12.40cm,所以OB段讀數(shù)不符合要求.
2)在驗證機械能守恒的實驗中,由于存在阻力物體實際下落的加速度小于重力加速度,所以不應當用重力加速度g來表示某位置的速度,根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上C點時小車的瞬時速度大;即
3)可得出從O到某點,重錘重力勢能的減少量為:mgh,動能的增加為: mv2-0
所以驗證機械能守恒應當減少的重力勢能等于增加的動能,即:mgh=mv2,整理得:gh=v2,可知v2-h圖像的斜率等于重力加速度g.
4試驗中要使用打點計時器(包括紙帶),重錘和毫米刻度尺;由于質量從兩邊消掉了,故不需要天平測質量;也不需要秒表和小車;故選ABD.

5O點到某計數(shù)點的距離用h表示,重力加速度為g,該點對應重錘的瞬時速度為v,則實驗中要驗證的等式為gh=v2.

6OD點,重錘重力勢能的減少量為:mghOD=0.200×9.80×0.1941J=0.380J
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大小,

動能的增加為: mvD2-0=0.376J

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1)有關本實驗,下列說法正確的是_____

A.當m1遠大于m2時,才可以認為繩對小車的拉力大小近似等于小盤及砝碼的重力

B.平衡摩擦力時,應將小盤用細線通過定滑輪系在小車上

C.每次改變小車的質量時,都要重新平衡摩擦力

D.實驗時,應先釋放小車,后接通打點計時器的電源

2)某同學平衡好摩擦力后,在保持小車質量不變的情況下,通過多次改變砝碼個數(shù),測出小盤(及砝碼)的重力F與小車加速度a的多組數(shù)據(jù),并記錄如下:

根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖乙的坐標圖上作出a﹣F圖象________;

圖象的斜率的物理意義是_____;

小車的質量為_____kg.(保留2位有效數(shù)字)

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