分析 在驗證機械能守恒的實驗中,驗證動能的增加量與重力勢能的減小量是否相等,所以要測重錘下降的距離和瞬時速度,測量瞬時速度和下降的距離均需要刻度尺,不需要秒表,重錘的質(zhì)量可以不測.
本實驗通過驗證減少的重力勢能mgh是否與增加的動能$\frac{1}{2}$mv2相等,來驗證機械能是否守恒,在處理數(shù)據(jù)時,高度h必須用刻度尺測量,速度根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度來求,不能通過運動學(xué)公式來算出,否則得不到實驗驗證.
根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量,根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出F點的瞬時速度,從而得出動能的增加量.
重力勢能的減少量略大于動能的增加量屬于系統(tǒng)誤差,通過減小阻力的影響可以減小系統(tǒng)誤差.
根據(jù)機械能守恒得出v2-h的關(guān)系式,分析斜率的物理含義.
解答 解:①打點計時器的工作電源是交流電源,在實驗中需要刻度尺測量紙帶上點與點間的距離從而可知道重錘下降的距離,以及通過紙帶上兩點的距離,求出平均速度,從而可知瞬時速度.紙帶上相鄰兩計時點的時間間隔已知,所以不需要秒表.重錘的質(zhì)量可以不測.
故選:D.
②本實驗就是要驗證表達式$gh=\frac{1}{2}{v}^{2}$,所以用這一表達式算速度、算高度都是錯誤的,都相當(dāng)于用機械能守恒驗證機械能守恒,故A、B、C錯誤,D正確.
故選:D.
③從O點到F點減少的勢能為mgh2,F(xiàn)點的速度${v}_{F}=\frac{{h}_{3}-{h}_{2}}{2T}$,則動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{F}}^{2}$=$\frac{m({h}_{3}-{h}_{2})^{2}}{8{T}^{2}}$.
④重力勢能的減小量略大于動能的增加量的原因是有阻力的存在,這種誤差是由實驗原理造成的,不是偶然誤差,是系統(tǒng)誤差,系統(tǒng)誤差不能通過多次測量求平均來減小,所以BD正確.
⑤實際上由于阻力作用,根據(jù)動能定理可得:(mg-f)h=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$,化簡可得${v}_{2}=\frac{2(mg-f)}{m}h$,所以圖象的斜率實際上為:k=$\frac{2(mg-f)}{m}$,所以$\frac{f}{mg}=1-\frac{k}{2g}$,由圖象可得,k=$\frac{9.6}{0.5}=19.2$,代入解得$\frac{f}{mg}=1-\frac{k}{2g}=2.0%$.
故答案為:①D,②D,③mgh2,$\frac{m({h}_{3}-{h}_{2})^{2}}{8{T}^{2}}$,④BD,⑤$\frac{2(mg-f)}{m}$,2.0.
點評 明確各種實驗儀器的使用方法和實驗的實驗原理是解決實驗問題的關(guān)鍵,注意實驗過程中盡量減小摩擦阻力的影響,同時掌握瞬時速度通過實驗數(shù)據(jù)算出,而不是理論推算,下落高度是通過刻度尺來測量而得.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 質(zhì)量是物體慣性的量度 | |
B. | 質(zhì)量一定的物體加速度與合外力成正比 | |
C. | 物體的運動需要力來維持 | |
D. | 物體有保持原有運動狀態(tài)的特性 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | F1和F3,F(xiàn)2和F4 | B. | F1和G,F(xiàn)2和F3 | C. | F3和G,F(xiàn)1和F2 | D. | F3和F4,F(xiàn)1和F2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
選擇開關(guān) 所處檔位 | 度數(shù) |
直流電流100mA | 54mA |
直流電壓50V | 27.0V |
電阻×100 | 1300Ω |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
時刻 | t2 | t3 | t4 | t5 |
速度(m/s) | 4.99 | 4.48 | 3.98 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 空降兵在0-t1時間內(nèi)做自由落體運動 | |
B. | 空降兵在t1-t2時間內(nèi)的加速度方向豎直向上,大小在逐漸減小 | |
C. | 若第一個空降兵打開降落傘的同時第二個空降兵跳下,兩個空降兵在空中的距離先增大后減小 | |
D. | 空降兵在t1-t2時間內(nèi)的平均速度$\overline{v}$<$\frac{{v}_{1}+{v}_{2}}{2}$ |
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