题目内容
【题目】下图是“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图,以下列出了一些实验步骤:
A.用天平测出重物和夹子的质量 |
B.把打点计时器用铁夹固定放到桌边的铁架台上,使两个限位孔在同一竖直面内 |
C.把打点计时器接在交流电源上,电源开关处于断开状态 |
D.将纸带穿过打点计时器的限位孔,上端用手提着,下端夹上系住重物的夹子,让重物靠近打点计时器,处于静止状态 |
E.接通电源,待计时器打点稳定后释放纸带,之后再断开电源
F.用秒表测出重物下落的时间
G.更换纸带,重新进行两次实验
(1)对于本实验,以上不必要的两个步骤是_____ 和________
(2)取打下第1个点O时重锤的重力势能为零,计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能Ep.建立坐标系,横轴表示h,纵轴表示Ek和Ep,根据测量及计算得出的数据在下图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ.已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1=2.94J/m,图线Ⅱ的斜率k2=2.80J/m.重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为_________(用k1和k2表示,不必算出具体数值).
【答案】(1)A、F(2).
【解析】试题分析:(1)实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等,两边都有质量,可以约去,所以不需要测出重物和夹子的质量,故A不需要.物体下落的时间可以通过打点计时器直接得出,不需要秒表测重物下落的时间,故F不需要.故选:A和F.
(2)取打下O点时重物的重力势能为零,因为初位置的动能为零,则机械能为零,每个位置对应的重力势能和动能互为相反数,即重力势能的绝对值与动能相等,而图线的斜率不同,原因是重物和纸带下落过程中需要克服阻力做功.根据动能定理得:mgh-fh=mv2,则
,图线斜率k1=mg,图线斜率k2=mg-f,知k1-f=k2,则阻力f=k1-k2.所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为
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