1.BD[ 測量下落高度需用刻度尺,打點計時器打出紙帶并能標(biāo)識時間,選B、D.]
2.(1)C (2)>
解析 (1)本實驗需要驗證mgh與mv2的關(guān)系,所以不需要測量重物質(zhì)量m,C正確.
(2)重物在下落過程中克服阻力做功,使減小的重力勢能不能完全轉(zhuǎn)化為動能,所以mgh>mv2.
3.(1)O (2)0.98 m/s (3)0.49 J 0.48 J (4)> 重物和紙帶下落時受到阻力作用 (5)在實驗誤差允許的范圍內(nèi),重力勢能的減少量等于動能的增加量
解析 (1)紙帶釋放時速度較小,打點較密,先打距重物近的一側(cè),故O端與重物相連.
(2)B點速度vB== cm/s=0.98 m/s
(3)從O點到打B點,重力勢能減少量
ΔEp=mghB=1×9.8×0.0501 J=0.49 J
動能增加量mv=0.48 J;
(4)由(3)中計算結(jié)果知ΔEp>ΔEk,因為重物和紙帶下落時受到阻力作用;
(5)由(3)中計算結(jié)果可知,在實驗誤差允許的范圍內(nèi),機械能守恒.
4.甲同學(xué)選擇從O到C段驗證機械能守恒,計算C點的速度用v=2ghOC的話,犯了用機械能守恒定律去驗證機械能守恒的錯誤.計算vC可以選擇vC=.
乙同學(xué)選擇了從B到C段驗證機械能守恒,由于BC較近,造成誤差偏大,選擇BD段相對較為合適.
5.·f ·f mf2(hC-hA)2-mghB
mf2(hE-hC)2-mghD =
解析 根據(jù)紙帶上瞬時速度的計算方法,得vB==·f,vD==·f
打B點時,重物的動能和重力勢能分別為
EkB=mv=m2
=mf2(hC-hA)2
EpB=-mghB.此時重物的機械能
EB=EkB+EpB=mf2(hC-hA)2-mghB,同理
EkD=mv=mf2(hE-hC)2,
EpD=-mghD,ED=mf2(hE-hC)2-mghD
如果EB=ED,則說明重物在下落過程中機械能守恒.
6.(1)mgh2 (2)9.71(9.64~9.77均可)
解析 (1)從打下O點到打下F點的過程中,重物重力勢能的減少量
ΔEp=mgh2,vF=
動能的增加量
ΔEk=mv=.
(2)由mv2=mg′h可得:v2=2g′h,
由v2-h圖線可求得:圖線的斜率k=19.42
由k=2g′可得:物體下落的加速度
g′=9.71 m/s2.
7.(1)1.91m J (2)1.86m J (3)見解析
解析 (1)重力勢能的減少量為
ΔEp減=mghOB=m×9.8×0.195=1.91m (J)
(2)重錘下落到B點時的速度
vB== m/s=1.94 m/s
所以重錘從開始下落到B點增加的動能為
ΔEk增=mv=m×(1.94)2=1.88m (J)
(3)從(1)(2)中計算的數(shù)據(jù)得出在實驗誤差允許的范圍內(nèi)重錘減少的重力勢能等于其增加的動能,機械能守恒.
重錘減少的重力勢能略大于其增加的動能的原因是:重錘在下落時要受到阻力作用(打點計時器對紙帶的摩擦力,空氣阻力),克服阻力做功.