题目内容
【题目】利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是________。
A.交流电源
B.刻度尺
C.天平(含砝码)
(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到图乙所示的一条纸带.在纸带上选取三个连续打出的点、、,测得它们到起始点的距离分别为、、。已知当地重力加速度为,打点计时器打点的周期为。设重物的质量为,从打点到打点的过程中,重物的重力势能变化量________,动能变化量_______。
(3)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是______。
A.利用公式计算重物速度
B.利用公式计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法
(4)如果计算出A、B、C各点的瞬时速度vA、vB、vC,然后以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出-h图象,若图线是________线,且图线斜率_________,才能验证机械能守恒。
【答案】AB mghB C 过原点的直线 在实验误差允许范围内等于当地的重力加速度
【解析】
(1)[1]打点计时器需接交流电源,实验中需要用刻度尺测量点迹间的距离,从而求出瞬时速度以及重力势能的减小量.实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等,质量可以约去,不需要用天平测量质量,故选AB;
(2)[2][3]从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量
B点的瞬时速度
则动能的增加量
(3)[4] AB.利用AB方法计算,则默认机械能守恒,应该两者应该没有误差,AB错误;
C.由于纸带在下落过程中,重锤和空气之间存在阻力,纸带和打点计时器之间存在摩擦力,所以减小的重力势能一部分转化为动能,还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功,故重力势能的减少量大于动能的增加量,C正确;
D.题中信息为“大多数同学”,则说明已经多次实验了,故D错误。
故选C。
(4)[5] [6]因为若机械能守恒,则有
变形
故图线是过原点的直线,且斜率等于当地的重力加速度g
【题目】用如图甲所示装置验证滑块(含遮光片)和重物组成的系统机械能守恒。光电门固定在气垫导轨上B点。实验步骤如下:
①用天平测滑块(含遮光片)质量M和重物质量m,用螺旋测微器测遮光片宽度d。测得M=3.0kg,m=l.0kg。
②正确安装装置,并调整气垫导轨使其水平,调整滑轮,使细线与导轨平行。
③在气垫导轨上确定点A,让滑块由静止从A点释放,记录滑块通过光电门遮光片的挡光时间;并用刻度尺测A、B两点间距离s。
④改变A点位置,重复第③步,得到如下表数据:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
s/cm | 20.0 | 30.0 | 40.0 | 50.0 | 60.0 | 70.0 |
/() | 2.19 | 1.78 | 1.55 | 1.38 | 1.26 | 1.17 |
回答下列问题:
(1)测遮光片的宽度d时的情况如图乙所示,则d=___________mm。
(2)只将滑块放在导轨上,给气垫导轨充气,调整气垫导轨,当滑块___________时,可以认为导轨水平了。
(3)某同学分析处理表中第3组数据,则他算得系统减少的重力势能△Ep=___________J,系统增加的动能△Ek=___________J。根据计算结果,该同学认为在误差范围内系统机械能守恒。(g取9.80m/s2,计算结果保留3位有效数字)
(4)另一位同学认为前面伺学只选择了一组数据,他尝试利用上表中全部数据,做出了函数关系图像,图像是一条过坐标原点的直线___________。
A. B. C. D.