如图甲所示是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。(g取9.80 m/s2)
(1)选出一条清晰的纸带如图乙所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,打点计时器通以频率为50 Hz的交变电流。用分度值为1 mm的刻度尺测得OA=12.41 cm,OB=18.90 cm,
OC=27.06 cm,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,重锤的质量为1.00 kg。甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______J;此时重锤的速度vB=______ m/s,此时重锤的动能比开始下落时增加了_______ J。(结果均保留三位有效数字)
(2)某同学利用他自己实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,然后以h为横轴、以v2为纵轴作出了如图丙所示的图线,图线的斜率近似等于________。
A.19.6 B.9.8 C.4.90
图线未过原点O的原因是____________________________。
(1)1.85 1.83 1.68 (2)B 先释放了纸带,后合上打点计时器的开关
【解析】:(1)由重力势能公式:保留三位有效数字则1.85J,B点的速度根据平均速度公式可得:保留三位有效数字则1.83J,由动能的变化量可得:.
(2) 由机械能守恒公式可得:可得故斜率为重力加速度g选B答案,图像没有过原点是因为先释放了纸带,后合上打点计时器的开关。
知识拓展:
1.功与能
(1)区别功是过程量,能量是状态量,只能说处于某一状态的物体(或系统)具有多少能,而不能说这个物体(或系统) 具有多少功;功是能量转化的量度,决不能说“功是能的量度”。功和能是两个不同的概念,不可等同视之。
(2)联系功是能量转化的量度。做功的过程就是能量转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生转化。
2.机械能守恒定律与能量守恒定律的区别
机械能守恒定律反映的是一个系统中只有重力和弹力做功,系统内物体的重力势能、弹性势能与动能可以相互转化.但总的机械能保持不变。能量守恒定律反映的是一个系统有机械能损失。但损失的机械能转变成其他形式的能,总的能量不变。
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