题目内容
【题目】(4分)如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。
(1)某同学按照正确操作选的纸带如图所示,其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点,打点频率为50 Hz,该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位:cm),重锤的质量为m=0.1 kg,重力加速度g=9.80 m/s2。根据以上数据当打点计时器打到B点时,重物重力势能的减少量为______J,动能的增加量为_____J。(要求计算结果均保留三位有效数字)说明为什么重物重力势能的减少量稍大于动能的增加量:
(2)在实验过程中,以下说法正确的是_____(项选择题)。
A.实验中摩擦不可避免,纸带越短克服摩擦做功越小越短越好
B.实验中用天平称出重物的质量是必不可少的步骤
C.测出重物下落时间t,通过计算出瞬时速度
D.若纸带前面几点较为密集且不清楚,可以舍去前面比较密集的点,合理选取一段打点比较清晰的纸带,同样可以验证
【答案】(1) 打点计时器与纸带间有摩擦力 (2)D(每空1分)
【解析】(1)当打点计时器打到B点时,重物重力势能的减少量为:;B点的速度为:,则动能的增加量为:。由于打点计时器与纸带间有摩擦力以及空气阻力等存在,导致重力势能的减少量稍大于动能的增加量。
(2)实验中摩擦不可避免,纸带越短克服摩擦做功越小,但是纸带不是越短越好,故A错误;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,可以不测量重物的质量,故B错误;不能根据求出瞬时速度,否则就默认了机械能守恒,失去验证的意义,故C错误;若纸带前面几点较为密集且不清楚,可以舍去前面比较密集的点,合理选取一段打点比较清晰的纸带,同样可以验证,故D正确。
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