1、填空题 某同学用打点计时器研究物体自由下落过程中动能和势能的变化,来验证机械能守恒定律.实验装置如图所示.一般情况下物体动能的增加量______重力势能的减少量(填“大于”、“等于”、“小于”).你认为,产生这种结果的一个可能原因是:______.
2、填空题 有一位同学,根据上题(47题)纸带中的数据,求出纸带中B、D点的速度vB、vD和该点的速度算出的动能分别为EkB=
m、EkD=m,又分别用mghOB、mghOD、mghOE(hOB、hOD、hOE分别为O点到B、D、E点的距离)表示B、D、E点的重力势能(以O点为零势能),想验证B、D、E点的对应位置的机械能守恒,即m+mghOB=m+mghOD=mghOE.这样求法对吗?______(填“对”或“不对”).
3、填空题 利用自由落体运动做验证机械能守恒定律的实验时:
(1)有下列器材可供选择:
①铁架台?②打点计时器?③复写纸?④纸带?⑤低压直流电源?⑥天平?⑦秒表?⑧导线.
其中实验中不必要的器材是______(填序号);缺少的器材是______.
(2)若已知打点计时器的电源频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2,重物质量为mkg.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,其中0为第一个点,A、B、C为另外3个连续点,根据图中的数据,可知重物由0点运动到B点,重力势能少量△Ep=______J;动能增加量△Ek=______J;产生误差的主要原因是______.
4、简答题 现要通过实验验证机械能守恒定律.实验装置如图1所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨底端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B两点间的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度.用g表示重力加速度.完成下列填空和作图:(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为______,动能的增加量可表示为______.若在运动过程中机械能守恒,
与s的关系式为=______.
(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如下表所示:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 s/m 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400 t/ms 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43 /104s-2 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39
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以s为横坐标,为纵坐标,在图2的坐标纸中描出第1和第5个数据点______;根据5个数据点作直线,求得该直线的斜率k=______×104?m-1?s-2(保留3位有效数字).由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出-s直线的斜率k0,将k和k0进行比较,若其差值在实验允许的范围内,则可认为此实验验证了机械能守恒定律.
5、实验题 在用落体法验证机械能守恒定律时,某同学按照正确的操作选得纸带如下图。其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离为9.51、12.42、15.7(单位cm)。
(1)这三个数据中不符合有效数字读数要求的是___________,应记作___________cm。
(2)该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度,则该段重锤重力势能的减少量为___________J,而动能的增加量为___________J(均保留3位有效数字,重锤质量1kg)。这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量___________动能的增加量(填>、<或=)。