题目内容
【题目】某学习小组利用如图1所示的装置验证机械能守恒
(1)下列实验器材中,不必要的是_____ ;
A.刻度尺 B.交流电源 C.秒表
(2)实验中,小白先接通电源,再释放重物,得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点0的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g。打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打0点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量ΔEp=__________动能增加量ΔEk=_________;
(3)小白同学通过比较得到,在误差允许范围内ΔEp与ΔEk近似相等他又在纸带选取多个计数点。测量它们到起始点0的距离;计算出各计数点对应的速度v,画出v2—h图像,则该图像斜率的物理意义是_________;
(4)小白同学又从纸带上读出计数点B到起始点O的时间t,根据v=gt,计算出动能的变化ΔEk',则ΔEk'、ΔEp、ΔEk的大小关系是__________。
A. ΔEp>ΔEk>ΔEk'
B. ΔEp>ΔEk'>ΔEk
C. ΔEk>ΔEp>ΔEk'
D. ΔEk'>ΔEp>ΔEk
【答案】C mghB 2g D
【解析】
(1) [1]因为打点计时器有计时功能,所以不需要秒表,故选C。
(2)[2]根据重物的重力势能减少量即为重力做的功;
[3]B点速度为
根据动能公式
(3)[4]根据动能定理
得,所以图像斜率的物理意义是2g。
(4)[5]根据
可以看出,影响ΔEk'的只有时间t,时间是通过打点计时器打的点输出来的,相对准确,所以ΔEk'的计算最准确,误差最小。ΔEp是根据下落的高度计算出来的,由于受到阻力等影响,实际下落高度会略小于ΔEk'中对应的下落高度。根据
可知,影响ΔEk有h3和h2两个数据,所以导致误差比ΔEp更大,从而ΔEp>ΔEk,所以综上得到ΔEk'>ΔEp>ΔEk,故ABC错误,D正确。
故选D。