在验证机械能守恒定律的实验中,质量为0.20kg的重物拖着纸带自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图所示。已知相邻计数点间的时间间隔为0.02秒,当地的重力加速度为9.80m/s2,回答以下问题。
(1)纸带的 (选填“左”或“右”)端与重物相连;
(2)打点计时器应接 (选填“直流”或“交流”)电源,实验时应先 (填“释放纸带”或“接通电源”);
(3)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量= J,此过程中物体动能的增加量= J;(结果保留3位有效数字)
(4)在上述验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能大于重锤动能的增加,其原因主要是由于在重锤下落的过程中存在阻力作用,通过以上实验数据可以测出重锤在下落过程中受到的平均阻力大小F = N。(结果保留1位有效数字)
(1)左 (2)交流,接通电源 (3)0.400 ; 0.388 (4)0.06;
【解析】:(1)从纸带的打点分布来看,左端与重物相连符合;
(2)打点计时器工作的电源是交流电,实验时应先接通电源在释放纸带;
(3)根据重力势能公式得:,由中间时刻的瞬时速度公式得代入动能公式可得:;
(4)根据能量守恒定律可知损失的能量是阻力F做功导致的则:代入数据得F=0.06N。
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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