问题标题:
利用如图7-8-3所示的装置做验证机械能守恒定律的实验,按正确的实验操作得到几条纸带,一位同学选取了一条头两点间的距离明显小于2mm的纸带进行标点(标出0、1、2、3……各实
问题描述:
利用如图7-8-3所示的装置做验证机械能守恒定律的实验,按正确的实验操作得到几条纸带,一位同学选取了一条头两点间的距离明显小于2mm的纸带进行标点(标出0、1、2、3……各实际点迹),测出各点与0点的高度差h1、h2、h3……那么能否用它正确计算比较点n位置处的动能与重力势能的对应关系(n=234……),即能否验证mvN2=mghN?为什么?若不能验证,则应如何改进?
图7-8-3
申柏华回答:
解析:实验时先接通电源,在纸带上记下初始位置,然后放开纸带.最理想的情况是在振针刚好打在纸带上的一瞬间释放纸带,纸带上的头两点的间隔就是自由落体在第一个0.02s内下落的位移,即h1=gt2=×9.8×(0.02)2m=1.96mm≈2mm.
但这种情况很少,通常是在振针两次敲击纸带之间的某个时刻松手,虽重锤做自由落体,但头两点间的距离h1所经历的时间小于0.02s,所以h1<2mm,即等效为振针打首点的速度不为零,不能验证mvn2=mghn.故首点不能从第0点开始,如从第三点开始到n点之间的纸带也能验证机械能是否守恒,即只要验证mvn2-mv32=mg(hn-h3)即可.
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