题目内容
【题目】如图(a)所示为验证机械能守恒定律的实验装置.现有器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平.
(1)实验中的重物应选用图(b)中的_____;(填“①”、“②”、“③”)
(2)如图(c),释放纸带前的瞬间,重锤和手的位罝合理的是____(“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)
(3)为完成实验,还需要的器材有______.
A.刻度尺B.0~6V直流电源 C.秒表 D.0~6V交流电源
(4)①运用公式对实验条件的要求是___________,为此,所选择的纸带第1、2点间的距离应接近 ________mm。
②若实验中所用重锤的质量m=1kg,打点纸带如图(d)所示(单位:mm),打点时间间隔为0.02s,g取,则记录C点时,重锤的速度=______m/s,从开始下落起至C点重锤的重力势能的减小量是_______J,(保留三位有效数字),由于受阻力的影响,重锤增加的动能与减少的重力势能的大小关系为_____ (选填“大于”、“小于”或“等于”).
③根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落的距离h,则以h为横轴画出的图象应是下图中的哪个?(______)
A. B. C. D.
【答案】 ① 丙 AD 打第一个点速度为零 2mm 0.156 0.122 小于 C
【解析】(1)为了减小阻力的影响,重物选择质量大一些,体积小一些的,故选①正确;
(2)释放纸带前的瞬间,纸带应竖直,手提着纸带上端,重物靠近打点计时器,故选丙正确;
(3)为完成实验,还需要的器材有交流电源、刻度尺,因为电磁打点计时器接交流电流,同时利用刻度尺测量点迹之间的距离,而打点计时器本身就是计时仪器,故不需要秒表,故选项AD正确,BC错误;
(4)①运用公式对实验条件的要求是从静止开始释放,即打下第一点迹的速度为零,为此,所选择的纸带第1、2点间的距离应接近: ;
②利用匀变速直线运动的推论:
从开始下落至C点,重锤的重力势能减少量:
由于受阻力的影响,重锤增加的动能要小于减少的重力势能,即;
③物体自由下落过程中,由机械能守恒可以得出: ,即
所以以为纵轴,以为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线,即选项C正确,ABD错误。