科技活动小组成员利用暑假进行社会实践活动时.发现可以利用古代抛石机的模型验证系统机械能守恒定律.如图所示.一轻杆可绕固定于水平地面的竖直支架上的转动轴O转动.轻杆左端固定一小球A.轻杆右端的勺形槽内放置另一小球B．当将轻杆由图示位置静止释放后.A球向下运动可带动轻杆逆时针转动.直到轻杆到达竖直位置时.B球被水平抛出．要验证机械能守恒.首先要测得题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

科技活动小组成员利用暑假进行社会实践活动时，发现可以利用古代抛石机的模型验证系统机械能守恒定律，如图所示，一轻杆可绕固定于水平地面的竖直支架上的转动轴O转动，轻杆左端固定一小球A，轻杆右端的勺形槽内放置另一小球B．当将轻杆由图示位置静止释放后，A球向下运动可带动轻杆逆时针转动，直到轻杆到达竖直位置时，B球被水平抛出．要验证机械能守恒，首先要测得小球A、B的质量分别为m_A、m_B，以及A、B的球心离O的距离分别为L_A、L_B，除此之外还需要测量的物理量有（　　）

A．A球从释放到运动到最低点的时间t

B．转轴O离地面的高度为h₀

C．B球落地点与O的水平距离x

D．释放轻杆是A球的高度h

分析：本题验证系统重力势能的减小量和系统动能的增加量是否相等，通过实验的原理，确定需要测量的物理量．

解答：解：为了验证系统机械能守恒，需测量系统重力势能的减小量和系统动能的增加量．设初始时刻杆子与竖直方向的夹角为θ，系统重力势能的减小量为m_AL_Ag（1-cosθ）-m_BL_Bg（1-cosθ），系统动能的增加量需要测量B球的速度，根据平抛运动的规律，知需要测量B球落地点与O的水平距离x，因为cosθ=

h0-h

，故还需测量释放轻杆时A球的高度h，转轴O离地面的高度h₀．故B、C、D正确，A错误．
故选：BCD．

点评：本题考查了系统机械能守恒的验证，注意平抛运动的初速度的确定，以及知道两球转动的角速度相等，线速度之比等于转动的半径之比．

练习册系列答案

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科技活动小组成员利用暑假进行社会实践活动时，发现可以利用古代抛石机的模型来验证机械能守恒定律，其原理如图所示．图中O为转轴，A球固定于杆上且质量为m_A，B球放在勺形槽内且质量为m_B.由静止释放轻杆后，可以逆时针转动，轻杆转到竖直位置时，B球被水平抛出．

(1)要验证机械能守恒定律，首先需要测量m_A、m_B及两球距O点的距离L_A、L_B，除此之外还需要测量的物理量有________．
A．A球从释放运动到最低点的时间t
B．O离地面的高度h
C．B球落地点与O的水平距离x
D．释放轻杆时A球的高度h₀
(2)下列减小实验误差的措施中，可行的有________．
A．开始释放时，让轻杆水平
B．支架处地面与B球落地处地面要在同一水平面上
C．杆的硬度尽量高
D．在同一高度多次释放A球的前提下，取B球的平均落点，然后测量x
E．尽量减小转轴O处的摩擦力
F．尽量减小B球的质量
(3)在轻杆从水平状态无初速释放的前提下，结合上述测定的物理量，可求系统重力势能减少量为________，动能增加量为________，正常情况下会出现前者________(填“大于”或“小于”)后者．

科技活动小组成员利用暑假进行社会实践活动时，发现可以利用古代抛石机的模型来验证机械能守恒定律，其原理如图所示．图中O为转轴，A球固定于杆上且质量为m_A，B球放在勺形槽内且质量为m_B.由静止释放轻杆后，可以逆时针转动，轻杆转到竖直位置时，B球被水平抛出．

(1)要验证机械能守恒定律，首先需要测量m_A、m_B及两球距O点的距离L_A、L_B，除此之外还需要测量的物理量有________．

A．A球从释放运动到最低点的时间t

B．O离地面的高度h

C．B球落地点与O的水平距离x

D．释放轻杆时A球的高度h₀

(2)下列减小实验误差的措施中，可行的有________．

A．开始释放时，让轻杆水平

B．支架处地面与B球落地处地面要在同一水平面上

C．杆的硬度尽量高

D．在同一高度多次释放A球的前提下，取B球的平均落点，然后测量x

E．尽量减小转轴O处的摩擦力

F．尽量减小B球的质量

(3)在轻杆从水平状态无初速释放的前提下，结合上述测定的物理量，可求系统重力势能减少量为________，动能增加量为________，正常情况下会出现前者________(填“大于”或“小于”)后者．

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