题目内容
7.如图甲所示,一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验.有一个直径为d,质量为m的金属小球从A点由静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门,测得A、B间的距离为H(H>>d),光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g.则:(1)如图乙所示,用游标卡尺测得小球的直径d=7.25mm.
(2)多次改变高度H,重复上述实验,作出$\frac{1}{{t}^{2}}$随H的变化图象如图丙所示,当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式:2gH0t02=d2时,可判断小球下落过程中机械能守恒.
(3)实验中发现动能增加量△EK总是稍小于重力势能减少量△EP,增加下落高度后,则△Ep-△Ek将增加 (选填“增加”、“减小”或“不变”).
分析 由题意可知,本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度;则根据机械能守恒定律可知,当减小的机械能应等于增大的动能;由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容.
解答 解:(1)由图可知,主尺刻度为7mm;游标对齐的刻度为5;故读数为:7+5×0.05=7.25mm;
(2)若减小的重力势能等于增加的动能时,可以认为机械能守恒;
则有:mgH=$\frac{1}{2}$mv2,
即:2gH0=($\frac{d}{{t}_{0}}$)2
解得:2gH0t02=d2.
(3)由于该过程中有阻力做功,而高度越高,阻力做功越多;故增加下落高度后,则△Ep-△Ek将增大;
故答案为:(1)7.25;(2)2gH0t02=d2;(3)增加.
点评 本题为创新型实验,要注意通过分析题意明确实验的基本原理才能正确求解.
练习册系列答案
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17.在地面附近绕地球做匀速圆周运动的卫星,关于其运行速度的大小,下列判断正确的是( )
| A. | 等于第一宇宙速度 | B. | 等于第二宇宙速度 | ||
| C. | 等于第三宇宙速度 | D. | 大于第三宇宙速度 |
18.有两个力,一个是3N,一个是5N,它们的合力大小( )
| A. | 可能是3 N | B. | 可能是1 N | C. | 可能是9 N | D. | 可能是12 N |
15.某人从高为7m处以某一初速度竖直向下抛一小球,小球在与地面相碰后弹起,上升到高为3m处被接住,则这段过程中小球的位移大小和路程分别是( )
| A. | 3m,7m | B. | 7m,3m | C. | 10m,4m | D. | 4m,10m |
2.
如图所示,质量为M的斜面体B放置在粗错水平地面上,质量为m的物块A沿斜面向下做匀速运动,某时刻起对A施加一个沿斜面向下的恒力F,B仍保持静止,此后地面对斜面体的支持力为N、摩擦力为f,则( )
| A. | N=(M+m)g,f=0 | B. | N=(M+m)g,f≠0 | C. | N≠(M+m)g,f=0 | D. | N≠(M+m)g,f≠0 |