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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 Hz,查得当地的重力加速度g=9.80 m/s2.某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量出各计数点对应刻度尺上的读数如图7-8-5所示,图中O点是打点计时器打出的第一个点,ABCD分别是每打两个点取出的计数点.根据以上数据,可知重物由O点运动到B点时.

图7-8-5

(1)重力势能的减少量为多少?

(2)动能的增加量是多少?

(3)根据计算的数据可得出什么结论?产生误差的主要原因是什么?

答案

(1)重力势能的减少量为:ΔEp=mghOB=m×9.8×0.195 J=1.911m J.

(2)重锤下落到B点时的速度:

所以重锤从开始到下落到B点增加的动能为:.

(3)从(1)(2)中计算的数据得出在实验误差允许的范围内重锤减少的重力势能等于其动能的增加,机械能守恒.

重锤减少的重力势能略大于其增加的动能,原因:重锤在下落时要受到阻力.


解析:

本题以课本实验为基础,考查了学生的实验观察能力、数据处理及误差分析能力,理解实验原理是本题突破的关键.

据纸带数据求得某点瞬时速度”是本实验数据处理的关键,也是今后有关对“利用纸带获取信息,处理问题”考查的热点,是注重能力考查的重要命题点.

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