题目内容

【题目】图为某同学设计的验证机械能守恒定律的实验装置。刚性轻绳上端系于O点,下端连接小球AB为光电门,C为量角器,圆心在O点,轻绳可绕O点在竖直面内做圆周运动。

1)关于该实验,下列说法正确的是____

A.该实验中,应选质量大,体积小的小球

B.该实验中,小球是否静止释放,不影响实验结果

C.该实验中,只要细绳是绷紧的,小球无论从何位置静止释放,均可验证机械能守恒定律

D.该实验中,轻绳偏离竖直方向摆角越大(),速度测量误差越小

2)若已知小球质量为m,轻绳长度为l,小球直径为d(小球直径远小于绳长),轻绳偏离竖直方向的摆角为,光电门记录小球通过的时间为t,试用上述物理量写出验证机械能守恒定律的表达式:______________

【答案】AD

【解析】

根据实验的原理分析验证机械能守恒,小球应选择质量大一些,体积小一些,光电门只能测出小球通过最低点的时间,即只能算出小球在最低点的速度;抓住重力势能的减小量和动能的增加量相等,得出机械能守恒满足的表达式;

解:(1)A、实验中,为尽量消除空气阻力影响,应选择质量大、体积小的小球,故A正确;

B、光电门只能测出小球通过最低点的时间,即只能算出小球在最低点的速度,若小球初速度不为零,无法计算小球动能增量,也无法验证机械能守恒定律,故B错误;

C、小球若从静止释放,将先做自由落体运动,绳绷紧瞬间,会有机械能损耗,无法验证机械能守恒定律,故C错误

D、小球从静止释放,越大,小球在最低点速度越大,瞬时速度计算越精确,故D正确;

故选AD

(2)小球运动过程中,重力势能减少量,在最低点速度,即动能增加量,若实验能验证,即,则验证了机械能守恒定律。

练习册系列答案
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【题目】某物理课外兴趣小组的三名同学想验证力的平行四边形定则,他们找到了如下物品:一根粗细均匀的长橡皮筋、木板、剪刀白纸、铅笔、刻度尺、三角板、三个重量相同的钩码图钉和细绳若干。他们设计了如下实验方案:

步骤1:橡皮筋一端固定,另一端系上细绳套,分别挂上一个两个、三个钩码,用刻度尺测量挂上相应的钩码时橡皮筋的长度,看伸长量是否与所挂钩码数成正比,若成正比则进行下一步;

步骤2:将橡皮筋剪成长度均为的三段,将三段橡皮筋的一端系在一起设为结点O,另一端均系上细绳套,任取两细绳套对拉检查对应橡皮筋长度是否相等,若相等则进行下一步;

步骤3:在木板上固定白纸,在白纸合适位置用图钉套住一细绳套,现用手将另两细绳套成一定角度往下拉适当的距离记录结点O的位置和测量三段橡皮筋的长度l1l2l3(如图所示)

(1)则有关上述操作说法正确的有______

A.步骤1的目的是判断橡皮筋是否符合胡克定律

B.步骤2的目的是判断三段橡皮筋劲度系数是否相同

C.步骤3还需要记录橡皮筋23的方向

D.步骤3还需要测力计测量三段橡皮筋的拉力大小

(2)该小组的三名同学分别做此实验,则他们在改变细绳的夹角再做实验时___________(需要不需要”)保证结点O位置不变。现测得l=10.0m,则甲、乙、丙记录的数据明显存在错误的是___________(”)

甲:l1=l2=l3=15.0cm

乙:l1=15.0cml2=120.cml3=12.0cm

丙:l1=16.0cml2=13.0cml3=14.0cm

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