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在用落体法验证机械能守恒定律时,某同学按照正确的操作选得纸带如图所示,其中O是起...

manfen5.com 满分网在用落体法验证机械能守恒定律时,某同学按照正确的操作选得纸带如图所示,其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm).已知打点计时器所接电源频率为50Hz.
(1)这三个数据中不符合有效数字读数要求的是①______
(2)该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的瞬时速度,则该段重锤重力势能的减少量为②______,而动能的增加量为③______(保留3位有效数字,重锤质量为m).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量④______(填“大于”或“小于”)动能的增加量,原因是⑤______
(3)另一位同学根据同一条纸带,同一组数据,也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,不过他数了一下,从打点计时器打下的第一个点O数起,图中的B是打点计时器打下的第9个点,因此他用vB=gt计算跟B点对应的物体的瞬时速度,得到动能的增加量为⑥______(保留3位有效数字),这样他发现重力势能的减少量⑦______(填“大于”或“小于”)动能的增加量,原因是⑧______
(1)毫米刻度尺最小刻度是1mm,所以需要估读到下一位. (2)动能的增加量:mv2,势能的减小量:mgh;由于物体下落过程中存在摩擦阻力,因此动能的增加量小于势能的减小量. (3)根据v=gt求速度,根据Ek=mv2求解动能. 【解析】 (1)毫米刻度尺测量长度,要求估读即读到最小刻度的下一位. 这三个数据中不符合有效数字读数要求的是OC段:15.7,应记作15.70cm. (2)重力势能减小量△Ep=mgh=9.8×0.1242m J=1.22mJ 中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小: vB==1.55m/s EkB=m=1.20mJ 由于物体下落过程中存在摩擦阻力,因此动能的增加量小于势能的减小量, 故填:大于;因为有摩擦生热,减少的重力势能一部分转化为内能 (3)EkB=m=m(9.8×0.02×8)2=1.23mJ 即:重力势能的减少量小于动能的增加量,原因是:v是按照自由落体计算的,实际运动不是自由落体运动,有阻力,故重锤实际下落加速度小于g,而用重力加速度g计算将重锤速度算大了. 故答案为:(1)OC;15.70cm (2)1.22m;1.20m;大于;因为有摩擦生热,减少的重力势能一部分转化为内能 (3)1.23m;小于;重锤实际下落加速度小于g,而用重力加速度g计算将重锤速度算大了.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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