2018-2019学年高中物理山东省专用必修二讲义:第七章 机械能守恒定律 第9节 实验:验证机械能守恒定律 Word版含答案
2018-2019学年高中物理山东省专用必修二讲义:第七章 机械能守恒定律 第9节 实验:验证机械能守恒定律 Word版含答案第4页

  该同学在实验中没有记录交流电的频率f,需要用实验数据和其他题给条件进行推算。

  (1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用f和图(b)中给出的物理量可以写出:在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为________,打出C点时重物下落的速度大小为________,重物下落的加速度大小为________。

  (2)已测得s1=8.89 cm,s2=9.50 cm,s3=10.10 cm;当地重力加速度大小为9.80 m/s2,实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出f为________ Hz。

  [解析] (1)重物匀加速下落时,根据匀变速直线运动的规律得vB==f(s1+s2)

  vC==f(s2+s3)

  由s3-s1=2aT2得

  a=。

  (2)根据牛顿第二定律,有mg-kmg=ma

  根据以上各式,化简得f=

  代入数据可得f≈40 Hz。

  [答案] (1)f(s1+s2) f(s2+s3) f2(s3-s1) (2)40

  [例3] 某次"验证机械能守恒定律"的实验中,用6 V、50 Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带,如图所示,O点为重锤下落的起点,选取的计数点为A、B、C、D,各计数点到O点的长度已在图上标出,单位为毫米,重力加速度取9.8 m/s2,若重锤质量为1 kg。

  (1)打点计时器打出B点时,重锤下落的速度vB=_____ m/s,重锤的动能EkB=_____ J。

  

  

  (2)从开始下落算起,打点计时器打B点时,重锤的重力势能减小量为________ J。

  (3)根据纸带提供的数据,在误差允许的范围内,重锤从静止开始到打出B点的过程中,得到的结论是_______________________________________________________________。

  [解析] (1)重锤下落的速度

  vB== m/s=1.17 m/s

  重锤在打出B点时的动能

  Ek=mvB2=×1×1.172 J=0.68 J。

  (2)打点计时器打B点时,重锤的重力势能减小量

ΔEp减=mghOB=1×9.8×70.5×10-3 J=0.69 J。