某同學在《驗證機械能守恒定律》的實驗中,他選取了第一二個點之間距離接近0.2mm的一條紙帶,紙帶上打出的部分點和測量數(shù)據(jù)如圖所示,若重物的質(zhì)量為m千克,圖中點P為打點計時器打出的第一個點,A、B、C為中途打下的幾個連續(xù)點,根據(jù)測量和計算可得:從起點P到打下點B的過程中,重物的重力勢能的減少量△EP=0.47m  J,則重物的動能的增加量△EK=
 
J(打點計時器的打點周期為0.02s,g=9.8m/s2,小數(shù)點后面保留兩位).請根據(jù)實驗情況分析誤差及產(chǎn)生誤差的原因:
 

該同學測量、計算或處理紙帶時有一處錯誤,請指出錯誤并幫他更正在橫線上:
 

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分析:紙帶法實驗中,若紙帶勻變速直線運動,測得紙帶上的點間距,利用勻變速直線運動的推論,可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度,從而求出動能;由于物體下落的過程中不可避免的受到阻力作用,重力勢能沒有全部轉(zhuǎn)化為動能;用毫米刻度尺進行測量時,要進行估讀,由此可知那個數(shù)據(jù)錯誤.
解答:解:(1)勻變速直線運動中,時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度,因此有:
vB=
xAC
2T
=
(6.91-3.07)×10-2m
2×0.02s
=0.96m/s

則重物的動能的增加量:
△EK=
1
2
m
v
2
B
=
1
2
×m×(0.96)2J=0.46mJ

重物和紙帶在下落過中要克服阻力做功,部分減少的勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此動能的增加量小于勢能的減小量.
刻度尺的最小刻度為mm,因此在測量時要進行估讀,故數(shù)據(jù)4.8有錯誤,應該為4.80.
故答案為:0.46m;重物和紙帶在下落過中要克服阻力做功,部分減少的勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;數(shù)據(jù)4.8應該記為:4.80.
點評:運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題,要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留.
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相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

某同學在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時,不慎將一條選擇好的紙帶的前面部分損壞了,他沒出剩下的一段紙帶上每相鄰兩點間的距離,并標在紙帶上,如圖所示,已知打點計時器的周期為0.02s,重力加速度為g=9.80m/s2,則:

①當重錘質(zhì)量為mkg,則打點2 時,重錘的動能Ek2=
1.13mJ
1.13mJ
;打點5時重錘的動能Ek5=
2.16mJ
2.16mJ
;從打點2 到打點5,重錘動能的改變量△Ek=
1.03mJ
1.03mJ

②從點2到點5重錘的重力勢能改變量△Ep=
1.05mJ
1.05mJ

③實驗結(jié)論:
在實驗誤差允許的范圍內(nèi),物體的機械能守恒
在實驗誤差允許的范圍內(nèi),物體的機械能守恒

④本實驗產(chǎn)生誤差的主要原因是:
實驗中克服阻力做功,損失機械能
實驗中克服阻力做功,損失機械能

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖是某同學在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時打出的紙帶,選取紙帶上打出的連續(xù)五個點A、B、C、D、E,測出A點距起點O的距離為s0,點A、C間的距離為s1,點C、E間的距離為s2,已知打點計時器的打點周期為T,自由下落的重錘質(zhì)量為m,重力加速度為g,請完成以下問題:

(1)打點計時器打下點C時,物體的速度vc=
S1+S2
4T
S1+S2
4T

(2)從起點O到打下點C的過程中,重力勢能的減少量△EP=
mg(S0+S1
mg(S0+S1
,此過程中物體動能的增加量△EK=
m(S1+S1)2
32T2
m(S1+S1)2
32T2

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科目:高中物理 來源: 題型:

某同學在做“驗證機械能守恒定律”的試驗時,不慎經(jīng)一條選好的紙帶的前面部分損壞了,剩下的一端紙帶上各點間的距離,他測出并標在紙帶上,如圖所示.已知打點計時器的周期為0.02s,重力加速度為g=9.8m/s2
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(1)利用紙帶說明重錘(質(zhì)量為m kg)通過對應于2、5兩點過程中機械能守恒.
 

(2)為什么得到的結(jié)果是重錘重力勢能的減少△Ep,稍大于重錘動能的增加量△Ek?
 

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科目:高中物理 來源: 題型:

某同學在做“驗證機械能守恒定律”的實驗中,采用重物自由下落的方法,得到一條點跡清晰的紙帶,實驗器材及打出的紙帶如圖所示.已知打點計時器打點周期為0.02s,當?shù)刂亓铀俣萭=10.00m/s2,測得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg.把紙帶中第一個點記作O(此時重物的速度為零),另選打點計時器連續(xù)打下的3個點A、B、C為計數(shù)點,經(jīng)測量A、B、C各點到O的距離分別為9.51cm、12.70cm、15.70cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算或分析重物由O點運動到B點的過程:(計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)
(1)重物的重力勢能減少量為
1.27J
1.27J
;
(2)重物的動能增加量為
1.20J
1.20J
;
(3)這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量
大于
大于
動能的增加量(填“大于”、“小于”或“等于”);
(4)分析產(chǎn)生誤差可能的原因是
①重物下落受到阻力作用,必須克服摩擦力、空氣阻力等做功;②長度測量有誤差.
①重物下落受到阻力作用,必須克服摩擦力、空氣阻力等做功;②長度測量有誤差.

(至少寫出一條原因)

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