Question

【题目】某同学利用图甲所示装置验证机械能守恒定律.完成下列问题：

(1)请从甲图中指出一条实验错误：_________________________________；

(2)纠正实验错误后，通过测量得到一条纸带如图乙所示。已知打点计时器频率为50Hz，实验所用重物的质量m=0.300kg，根据纸带测得的数据，重物在C点时的动能为___________J；

(3)某同学选用两个形状相同质量不同的重物a和b进行实验测得几组数据，画出－h的图像如图丙所示，求出图线的斜率k，由图象可知a的质量ma___________(填“大于”或“小于”)b的质量mb；

(4)通过计算得到图线b的斜率k=9.50m/s2，分析发现造成斜率偏小的原因是实验过程中存在各种阻力，已知实验所用重物的质量m=0.250kg，则重物所受的平均阻力f=___________N.(重力加速度g=9.80m/s2，以上计算结果均保留2位有效数字)

Answer 1

【答案】实验时用手托重锤；打点计时器接在直流电源上；等 0.79 大于 0.075（7.5×10－2）

【解析】

(1)打点计时器应使用交流电源，重物应紧靠打点计时器.

(2)当释放后纸带在重物的作用下，做自由下落，计时器在纸带上打上一些点.由于点间的时间均相等，所以可利用位移与时间去求出瞬时速度，从而可算出某点的动能.

(3)根据动能定理得出图线斜率的物理意义，结合斜率的大小比较质量的大小．

(4)重物下落过程中不可避免的受到阻力作用，重力势能不可能全部转化为动能，根据动能定理，对m2的图象进行分析，结合图线的斜率求出阻力的大小．

(1)打点计时器应使用交流电源才能正常打点，重物应紧靠打点计时器竖直静止释放，不能用手托住，需要有效的利用纸带打点.

(2) C点的瞬时速度等于BD间的平均速度，所以;则C点的动能为.

(3) 重物自由下落由动能定理可知，整理有，故图象的斜率，而两物体形状相同有阻力相等，但b的斜率小，知b的质量小，所以a的质量m1大于b的质量m2．

(4)取斜率，m=0.250kg，g=9.80m/s2，可求得.