2018-2019学年人教版必修二:第七章 9 实验:验证机械能守恒定律
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纸带打点如图乙所示.

纸带上O点为重锤自由下落时的打点起点(O、A间有点未画出),选取的计数点A、B、C、D依次间隔一个点(图中未画出),各计数点与O点距离如图乙所示,单位为mm,重力加速度为9.8 m/s2,则:(结果保留三位有效数字)

根据纸带,打点计时器打下B点时,重锤速度vB=________,重锤动能EkB=________,从开始下落算起,打点计时器记录B点时,重锤势能减少量为________.由此可以得到的实验结论是:_______________________________ _________________________________________.

答案 (1)①打点计时器接了直流电

②重锤离打点计时器太远

(2)1.18 m/s 0.690 J 0.692 J

在实验误差允许的范围内重锤下落过程机械能守恒

解析 (1)本实验使用的是打点计时器,根据打点计时器的工作原理,必须使用交流电源,而该同学采用的是直流电源;纸带总长约1米左右,且尽可能在纸带上多打一些点,所以应让重物紧靠打点计时器,而该同学将重物放的位置离打点计时器太远,故该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方是:①打点计时器接了直流电; ②重物离打点计时器太远.

(2)打点计时器所接电源为频率是50 Hz的交变电源,选取的计数点A、B、C、D依次间隔一个点,所以相邻的计数点的时间间隔是T=0.04 s.根据匀变速直线运动的规律:某段时间内的平均速度大小等于这段时间中间时刻的瞬时速度大小,则有:

vB== m/s=1.175 m/s≈1.18 m/s

根据动能的定义得:Ek=mv=×1×(1.175)2 J=0.690 J,从开始下落算起,打点计时器记录B点时,重锤势能减少量为ΔEp=mgxOB=1×9.8×70.6×

10-3 J=0.692 J

从前面的计算可以看出重锤动能增加量近似等于重锤势能减少量,即在误差允许的范围内重锤下落过程机械能守恒.