题目内容
15.利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验.①除带夹子的重锤、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、交流电源、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的一种器材是B
A.游标卡尺 B.刻度尺 C.天平(含砝码) D.弹簧秤
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A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC.己知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T,设重物的质量为m.从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量△Ep=mghB,动能增加量△Ek=$\frac{1}{2}m(\frac{{h}_{C}-{h}_{A}}{2T})^{2}$.
③某同学想用图象来研究机械能是否守恒,在纸带上选取多个计数点,测量各点到起始点0的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘v2-h图象,则下列说法正确的是D
A.可以利用公式v=gt计算重物在各点速度
B.可以利用公式v=$\sqrt{2gh}$计算重物在各点的速度
C.图象是一条直线就说明机械能一定守恒
D.只有图象近似是一条过原点的直线且斜率接近2g才能说明机械能守恒.
分析 ①根据实验的原理确定所需测量的物理量,从而确定还需要的器材.
②根据下降的高度求出重物重力势能的减小量,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度,从而得出动能的增加量.
③如果v2-h图象为直线,仅表示合力恒定,与机械能是否守恒无关,比如:阻力恒定,合外力一定,加速度一定,v2-h图象也可能是一条过原点的倾斜的直线.
解答 解:①验证机械能守恒,即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,不需要测量重锤的质量,所以不需要天平、弹簧秤,实验中需要用刻度尺测量点迹间的距离,从而求解重力势能的减小量和动能的增加量,故B正确,A、C、D错误.
故选:B.
②从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量△Ep=mghB,B点的瞬时速度${v}_{B}=\frac{{h}_{C}-{h}_{A}}{2T}$,则动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=$\frac{1}{2}m(\frac{{h}_{C}-{h}_{A}}{2T})^{2}$.
③A、求解各点的速度,运用某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求解,不能根据v=gt,或根据v=$\sqrt{2gh}$求解,否则就是运用机械能守恒验证机械能守恒,失去验证的意义,故A、B错误.
C、如果v2-h图象为直线,仅表示合力恒定,与机械能是否守恒无关,比如:阻力恒定,合外力一定,加速度一定,v2-h图象也可能是一条过原点的倾斜的直线,故C错误.
D、根据$mgh=\frac{1}{2}m{v}^{2}$得,v2=2gh,可知只有图象近似是一条过原点的直线且斜率接近2g才能说明机械能守恒.故D正确.
故选:D.
故答案为:①B,②mghB,$\frac{1}{2}m(\frac{{h}_{C}-{h}_{A}}{2T})^{2}$,③D.
点评 解决本题的关键掌握实验的原理,会通过原理确定器材,以及掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度的大小,关键是匀变速直线运动推论的运用.
A. | 0~2s内的加速度大于5~6s内的加速度 | |
B. | 0~6s内,物体离出发点最远为30m | |
C. | 0~6s内,物体经过的路程为40m | |
D. | D、0~6s内,物体的平均速度为7.5m/s |
A. | a处离子浓度大于b处离子浓度 | |
B. | a处电势高于b处电势 | |
C. | 溶液的上表面电势高于下表面的电势 | |
D. | 溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度 |
A. | 卫星绕地球运行时有$\frac{{r}^{2}}{{T}_{1}}$=$\frac{{a}_{2}}{{T}_{2}}$ | |
B. | 卫星在轨道1和轨道2运行时,通过A点的速度都相同 | |
C. | 卫星在轨道1和轨道2运行时,在A点的加速度都相同 | |
D. | 卫星在轨道1 的任何位置具有相同的动量 |
A. | 两星线速度大小始终相等 | B. | 两星加速度大小始终相等 | ||
C. | 每年两星总质量在减小 | D. | 每年两星总质量在增加 |
A. | $\frac{2}{3}$L | B. | L | C. | $\frac{2\sqrt{3}-3}{3}$L | D. | 2L |