题目内容
【题目】如图所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置.
(1)关于本实验,下列说法中正确的是________.
A. 必须用秒表测出重物下落的时间
B. 打点计时器应连接直流电源
C. 验证时,必须测量重物的质量或重力
D. 选择质量较大、体积较小的重物,可以减小实验误差
(2)若已知打点计时器的电源频率为50 Hz,当地的重力加速度g=9.80 m/s2,重物的质量为0.2 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,打O点时,重物的速度为零,A、B、C为另外三个连续点.根据图中的数据可知,重物由O点运动到B点的过程中,重力势能减少量ΔEp=________J.(计算结果保留三位有效数字)
(3)由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上,使纸带通过时受到的阻力较大,这样会导致实验结果mgh________(选填“<”或“>”) mv2.
【答案】D 0.921 >
【解析】
由题意可知考查“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验,根据实验原理分析计算可得。
(1) [1]
A.因为打点计时器本身就能测量时间,所以该实验没有必要用秒表测出重物下落的时间,故A错误;
B.打点计时器工作时必须用交流电源,连接交流电源,故B错误;
C.验证时重物机械能守恒时
方程式两边都有质量可以消去,所以没有必要测量重物的质量或重力,故C说法错误;
D.选择质量较大、体积较小的重物,可以减小空气阻力的影响,从而减小实验误差,故D正确。
故本题选择D选项。
(2) [2] 根据重力做功公式可知
(3) [3] 根据能量守恒关系可知减少的重力势能一部分通过摩擦力做功生热,一部分转化为重物的动能,所以减小的重力势能大于增加的动能。
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