题目内容
【题目】如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m、套在光滑竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长.圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A.在C处时,弹簧的弹性势能为mgh
B.由A到C的过程中,圆环的机械能守恒
C.由A到C的过程中,圆环的动能与重力势能之和一直减小
D.由A到B的过程中圆环重力势能的减少量等于动能的增加量
【答案】AC
【解析】
A.由A到C的过程中,圆环动能变化量为零,则圆环重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量,所以在C处时,弹簧的弹性势能为mgh,故A正确。
B.由A到C的过程中,弹簧对圆环要做功,圆环的机械能不守恒,故B错误。
C.对于圆环和弹簧组成的系统,只有重力和弹力做功,系统的机械能守恒,即圆环的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。由A到C的过程中,弹簧的弹性势能一直增加,根据系统的机械能守恒,知圆环的动能与重力势能之和一直在减小,故C正确。
D.由A到B的过程中,弹簧的弹性势能增加,圆环重力势能减小,动能增加,因圆环的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变,所以圆环重力势能的减少量大于动能的增加量,故D错误。
故选AC。
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【题目】图甲所示为验证机械能守恒定律的实验装置,某同学完成了一系列实验操作后,得到了如图乙所示的一条纸带。现选取纸带上某清晰的点标为0,然后每两个计时点取一个计数点,分别标记为1、2、3、4、5、6,用刻度尺量出计数点l、2、3、4、5、6与0点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6。(重力加速度为g)
(1)已知打点计时器的打点周期为T,可求出打各个计数点时对应的速度分别为v1、v2、v3、v4、v5,其中v5的计算式v5=_____。
(2)若重锤的质量为m,取打点0时重锤所在水平面为参考平面,分别算出打各个计数点时对应重锤的势能Epi和动能Eki,则打计数点3时对应重锤的势能Ep3=_____ (用题中所给物理量的符号表示);接着在E—h坐标系中描点作出如图丙所示的Ek-h和Ep-h图线,求得Ep-h图线斜率的绝对值为k1,Ek-h图线的斜率为k2,则在误差允许的范围内,k1_____k2(填“>”、“<”或“=”)时重锤的机械能守恒。
(3)关于上述实验,下列说法中正确的是_____
A.实验中可用干电池作为电源 |
B.为了减小阻力的影响,重锤的密度和质量应该适当大些 |
C.实验时应先释放纸带后接通电源 |
D.图丙Ek—h图线纵轴上的截距表示重锤经过参考平面时的动能 |
(4)无论如何改进实验方法和措施,总有重力势能的改变量大于动能的改变量,原因是:_____。