在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在电压为U、频率为f=50Hz的交流电源上,在实验中得到一条理想纸带,如图所示.选取纸带上打出的连续5个点A,B,C,D,E,测出A点距起始点O的距离为x0 =4.70cm,点A、C间的距离为x1=4.51cm,点C、E间的距离x2="6.02" cm已知重物的质量为m=l.00kg,当地的重力加速度为g= 9.80 m/s2,则
(1)从打下起始点O到打下C点的过程中,重物重力势能的减少量△EP= ,重物动能的增加量
ΔEk .
(2)根据题中提供的条件,还可求出重物实际下落的加速度a= .
某同学利用如图4-5所示的装置测量当地的重力加速度。实验步骤如下:
A.按装置图安装好实验装置;
B.用游标卡尺测量小球的直径d;
C.用米尺测量悬线的长度l;
D.让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球经过最低点时开始计时,并计数为0,此后小球每经过最低点一次,依次计数1、2、3……。当数到20时,停止计时,测得时间为t;
E.多次改变悬线长度,对应每个悬线长度,都重复实验步骤C、D;
F.计算出每个悬线长度对应的t 2;
G.以t 2为纵坐标、l为横坐标,作出t 2-l图线。
结合上述实验,完成下列任务:
(1)用游标为10分度的卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如图4-6所示,读出小球直径d的值为cm。
(2)该同学根据实验数据,利用计算机作出t 2 – l图线如图4-7所示。根据图线拟合得到
方程t 2=404.0 l+3.0。由此可以得出当地的重力加速度g=m/s2。(取π 2 = 9.86,结果保留3位有效数字)
(3)从理论上分析图线没有过坐标原点的原因,下列分析正确的是()
A.不应在小球经过最低点时开始计时,应该在小球运动到最高点开始计时;
B.开始计时后,不应记录小球经过最低点的次数,而应记录小球做全振动的次数;
C.不应作t 2 – l图线,而应作t – l图线;
D.不应作t 2 – l图线,而应作t 2 –(l+d)图线。
在“验证机械能守恒定律”的实验中:
(1)下列物理量中必须用工具测量的有;通过计算得到的有。(填A、B、C或D)
A.重锤的质量 B.重力加速度
C.重锤下落的高度 D.与重锤下落高度对应的重锤瞬间时速度
(2)在"验证机械能守恒定律"的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50赫兹。查得当地的重力加速度g=9.80m/s2。已知重物的质量为1.00千克。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图,把第一个点记作0,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点。经测量知道A、B、C、D各点到0点的距离分别为62.99厘米、70.18厘米、77.76厘米、85.73厘米。根据以上数据,可知重物由0点运动到C点,重力势能的减少量等于焦,动能的增加量等于焦。
用落体法验证机械能守恒定律的实验中
(1)有下列器材可供选用:电磁打点计时器、铁架台(带铁架)、带铁夹的重物、复写纸、纸带、秒表、导线、开关、天平,其中不必要的器材是;
缺少的器材是。
(2)供选择的重物有以下四个,应选择()
A.质量为100g的木球 | B.质量为10g的砝码 |
C.质量为200g的重锤 | D.质量为10g的塑料球 |
(3)若实验中所用重锤质量为m="1kg" ,打点纸带如图所示(O点为自由下落的起始点),打点时间间隔为0.02s,则记录D点时,重锤的速度vD=,重锤动能EKD=。从开始下落起至D点,重锤的重力势能减少量为J,因此可得出的结论是。(结果均保留三位有效数字)
(4)根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,则以v2/2为纵轴,以h为横轴画出的图象应是下图中的()
(值得重视的收获—24分)期末学习盘点
请结合自己的学习体会,谈谈运用能量观点分析问题与运用动力学观点分析问题有何异同?并举例说明
温馨提示:可采用表格形式进行对比分析、也可采用树状图形式、也可采用流程图形式、也可用文字描述,形式不限,……
仔细观察下图,试推导质点做半径为r的匀速圆周运动时向心加速度大小的表达式并说明向心加速度的方向。