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小刚同学用如图实验装置研究“机械能守恒定律”.他进行如下操作并测出如下数值.①用天平测定小球的质量为0.50kg;②用游标卡尺测出小球的直径为10.0mm;③用刻度尺测出电磁铁下端到
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小刚同学用如图实验装置研究“机械能守恒定律”.他进行如下操作并测出如下数值.
①用天平测定小球的质量为0.50kg;
②用游标卡尺测出小球的直径为10.0mm;
③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为82.05cm;
④电磁铁先通电,让小球吸在开始端;
⑤电磁铁断电时,小球自由下落;
⑥在小球经过光电门时间内,计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50×10-3s,由此可算得小球经过光电门的速度;
⑦计算得出小球重力势能减小量△Ep=______J,小球的动能变化量△Ek=______J.(g取9.8m/s2,结果保留三位有效数字)
⑧从实验结果中发现△Ep______△Ek(填“稍大于”、“稍小于”或“等于”),试分析可能的原因______.
①用天平测定小球的质量为0.50kg;
②用游标卡尺测出小球的直径为10.0mm;
③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为82.05cm;
④电磁铁先通电,让小球吸在开始端;
⑤电磁铁断电时,小球自由下落;
⑥在小球经过光电门时间内,计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50×10-3s,由此可算得小球经过光电门的速度;
⑦计算得出小球重力势能减小量△Ep=______J,小球的动能变化量△Ek=______J.(g取9.8m/s2,结果保留三位有效数字)
⑧从实验结果中发现△Ep______△Ek(填“稍大于”、“稍小于”或“等于”),试分析可能的原因______.
▼优质解答
答案和解析
⑦计算小钢球经过光电门时的速度可利用表达式v=
进行计算,该速度是t时间内的平均速度,由于小球做匀加速直线运动,所以该速度小于小球经过d的中点时的瞬时速度,所以此计算结果比小球的实际速度略小;
利用平均速度代替瞬时速度算得小球经过光电门时的速度得:
小球经过光电门时的速度为:v=
=
m/s=4.00m/s.
小球从电磁铁处下落到经过光电门时,小球重力势能减小量为:△EP=mgh=0.5×10.0×0.8155J=4.08J.
小球动能变化量为:△Ek=
mv2-0=
×0.5×42J=4.00J.
⑧由于存在空气阻力,或测量中忽略了小球的尺度,导致实验结果中减小的重力势能稍大于增加的动能.
故答案为:⑦4.08;4.00;
⑧稍大于;空气阻力的影响,高度测量中忽略了小球的尺度等.
d |
t |
利用平均速度代替瞬时速度算得小球经过光电门时的速度得:
小球经过光电门时的速度为:v=
d |
△t |
10×10−3 |
2.5×10−3 |
小球从电磁铁处下落到经过光电门时,小球重力势能减小量为:△EP=mgh=0.5×10.0×0.8155J=4.08J.
小球动能变化量为:△Ek=
1 |
2 |
1 |
2 |
⑧由于存在空气阻力,或测量中忽略了小球的尺度,导致实验结果中减小的重力势能稍大于增加的动能.
故答案为:⑦4.08;4.00;
⑧稍大于;空气阻力的影响,高度测量中忽略了小球的尺度等.
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