某小组用如图甲所示装置“验证牛顿第二定律”空车质量为200g,另有多个质量为100g的砝码用以改变小车质量.将细线一端拴上连有纸带的小车,另一端跨过定滑轮拴质量为l0

发布时间:2020-08-08 17:45:44

某小组用如图甲所示装置“验证牛顿第二定律”空车质量为200g,另有多个质量为100g的砝码用以改变小车质量.将细线一端拴上连有纸带的小车,另一端跨过定滑轮拴质量为l0g的钩码,利用打点计时器(频率为50Hz)打出的纸带,测出5组对应不同小车质量的加速度a,测得的数据记录在表乙中.木板水平且很光滑.
表乙
砝码的质量m/g10小车的质量M/g200300400500600加速度a/(m?s-2)0.4520.3060.2320.1870.156(1)某同学借用以上数据测定重力加速度.他已将记录的数据整理后标在图丙所示坐标纸上,请你在坐标纸上作出相应图线,并根据图线求得当地重力加速度的测量值为g=______m/s2
(2)试分析说明图线不过坐标原点的原因.
(3)当小车质量为500g时对应的纸带如图丁所示(打A点时小车刚好运动,相邻的计数点间还有四个点未画出),该同学用这条纸带验证机械能守恒定律.由静止释放钩码至打点E时,钩码的重力势能损失______J,系统的动能增加______J(查得当地重力加速度g=9.8m/s2,保留两个有效数字)

网友回答

解:(1)根据坐标系中所描出的点作出图象,图象如图所示;
小车与钩码组成的系统,由牛顿第二定律得:mg=(M+m)a,
解得:=+,由此可知:-图象斜率的倒数等于重力加速度,
由图象可知:k===0.1,重力加速度g===10m/s2.
(2)小车与钩码组成的系统,由牛顿第二定律得:mg=(M+m)a,
解得:=+,由=+可知,-图象不过原点,
在坐标轴上的截距为,只有当m<<M,趋向于无穷大时,
与才近似成正比,本实验不满足该条件,因此图象不过原点.
(3)打点E时,钩码的重力势能损失EP=mghAE=0.01kg×9.8m/s2×0.3357m≈0.033J;
计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s,打E点时小车的速度vE===0.1815m/s,
打E点时动能的增加量EK=mvE2=×0.5×0.18152≈0.0032.
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