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mA,B球放在勺形槽内且质量为mB.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mA、mB及两球距O点的距离LA、LB,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.
(1)BCD(2)ABCDE(3)(mALA-mBLB)g 、、大于;
解析试题分析:(1)验证实验中A 、B两球系统的机械能守恒,应先找出A、B两球初、始状态对应的机械能,与轻杆转动时间无关,所以B、C、D三项正确。(2)A项满足h0=h,B项可以保证测量操作容易控制,且便于计算重力势能的变化量,C项避免弹性势能的参与,D项是多次测量求平均值,E项减小摩擦力进而减少机械能向内能的转化,F项中B球应当尽量选用密度大的,以减小空气阻力,而与质量无关,所以ABCDE均正确。(3)轻杆从水平状态无初速释放,转到竖直位置过程中,A球重力做正功,B球重力做负功,且B球脱离勺形槽后做平抛运动,所以系统势能的减少量为(mALA-mBLB)g,动能的增加量为,,联立求解得动能的增加量为,因为有阻力,所以势能减小量一般大于动能增加量。
考点:机械能守恒
点评:需要对机械能守恒的条件,意义有深刻的认识,并且考虑到有机械能的损失而转化为内能。