Question

【題目】某同學(xué)利用圖甲所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.完成下列問(wèn)題：

(1)請(qǐng)從甲圖中指出一條實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤：_________________________________；

(2)糾正實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤后，通過(guò)測(cè)量得到一條紙帶如圖乙所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率為50Hz，實(shí)驗(yàn)所用重物的質(zhì)量m=0.300kg，根據(jù)紙帶測(cè)得的數(shù)據(jù)，重物在C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為___________J；

(3)某同學(xué)選用兩個(gè)形狀相同質(zhì)量不同的重物a和b進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)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(guò)計(jì)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(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在各種阻力，已知實(shí)驗(yàn)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(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】實(shí)驗(yàn)時(shí)用手托重錘；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在直流電源上；等 0.79 大于 0.075（7.5×10－2）

【解析】

(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用交流電源，重物應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.

(2)當(dāng)釋放后紙帶在重物的作用下，做自由下落，計(jì)時(shí)器在紙帶上打上一些點(diǎn).由于點(diǎn)間的時(shí)間均相等，所以可利用位移與時(shí)間去求出瞬時(shí)速度，從而可算出某點(diǎn)的動(dòng)能.

(3)根據(jù)動(dòng)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�。�

(4)重物下落過(guò)程中不可避免的受到阻力作用，重力勢(shì)能不可能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，根據(jù)動(dòng)能定理，對(duì)m2的圖象進(jìn)行分析，結(jié)合圖線的斜率求出阻力的大�。�

(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用交流電源才能正常打點(diǎn)，重物應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直靜止釋放，不能用手托住，需要有效的利用紙帶打點(diǎn).

(2) C點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于BD間的平均速度，所以;則C點(diǎn)的動(dòng)能為.

(3) 重物自由下落由動(dòng)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.