Question

【題目】某同學利用圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律.完成下列問題：

(1)請從甲圖中指出一條實驗錯誤：_________________________________；

(2)糾正實驗錯誤后，通過測量得到一條紙帶如圖乙所示。已知打點計時器頻率為50Hz，實驗所用重物的質(zhì)量m=0.300kg，根據(jù)紙帶測得的數(shù)據(jù)，重物在C點時的動能為___________J；

(3)某同學選用兩個形狀相同質(zhì)量不同的重物a和b進行實驗測得幾組數(shù)據(jù)，畫出－h(huán)的圖像如圖丙所示，求出圖線的斜率k，由圖象可知a的質(zhì)量ma___________(填“大于”或“小于”)b的質(zhì)量mb；

(4)通過計算得到圖線b的斜率k=9.50m/s2，分析發(fā)現(xiàn)造成斜率偏小的原因是實驗過程中存在各種阻力，已知實驗所用重物的質(zhì)量m=0.250kg，則重物所受的平均阻力f=___________N.(重力加速度g=9.80m/s2，以上計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】實驗時用手托重錘；打點計時器接在直流電源上；等 0.79 大于 0.075（7.5×10－2）

【解析】

(1)打點計時器應使用交流電源，重物應緊靠打點計時器.

(2)當釋放后紙帶在重物的作用下，做自由下落，計時器在紙帶上打上一些點.由于點間的時間均相等，所以可利用位移與時間去求出瞬時速度，從而可算出某點的動能.

(3)根據(jù)動能定理得出圖線斜率的物理意義，結(jié)合斜率的大小比較質(zhì)量的大小．

(4)重物下落過程中不可避免的受到阻力作用，重力勢能不可能全部轉(zhuǎn)化為動能，根據(jù)動能定理，對m2的圖象進行分析，結(jié)合圖線的斜率求出阻力的大小．

(1)打點計時器應使用交流電源才能正常打點，重物應緊靠打點計時器豎直靜止釋放，不能用手托住，需要有效的利用紙帶打點.

(2) C點的瞬時速度等于BD間的平均速度，所以;則C點的動能為.

(3) 重物自由下落由動能定理可知，整理有，故圖象的斜率，而兩物體形狀相同有阻力相等，但b的斜率小，知b的質(zhì)量小，所以a的質(zhì)量m1大于b的質(zhì)量m2．

(4)取斜率，m=0.250kg，g=9.80m/s2，可求得.