题目内容
【题目】利用如图所示图装置做“验证机械能守恒定律”实验。
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(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是________。
A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码)
(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图所示的一条纸带。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。已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,重物的重力势能变化量
=___________,动能变化量
=___________。(用已知或测量的物理量表示)
(3)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是___________。
A.利用公式
计算重物速度 B.利用公式
计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D.没有采用多次实验取平均值的方法
(4)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒,在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘v2-h图像,并做如下判断:若图像是一条过原点的直线,则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据是否正确______(选“正确”或“不正确”填入)。
【答案】AB mghB
C 不正确(还需要近一步判断图像的斜率是否接近2g)
【解析】
第一空. 打点计时器需要交流电源;处理纸带求速度和重力势能减小量需要刻度尺测量长度;本实验可以不测量物体的质量,AB正确C错误。
第二空. 从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量等于重力做的功
。
第三空. 根据运动学规律可知,打B点的速度
,所以动能增加量
。
第四空. 实验中由于存在空气阻力和摩擦阻力做负功,所以重力势能的减少量大于动能的增加量,C正确ABD错误。
第五空. 若机械能守恒,有
,则
,可知v2-h图线为过原点的一条倾斜直线,只有斜率为2g才能说明机械能守恒,故不正确。
【题目】为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离。我国交通管理部门规定:高速公路上行驶的汽车安全距离为200m,汽车行驶的最高速度为120km/h。
(1)根据下面提供的资料,通过计算来说明安全距离为200m的理论依据,g取10m/s2。
(2)假设驾驶员的反应时间为0.3s~0.6s,求路面与轮胎之间的动摩擦因数应取值范围为多少?
各种路面与轮胎之间的动摩擦因数
路面 | 动摩擦因数 |
干沥青与混凝土路面 | 0.7~0.8 |
干碎石路面 | 0.6~0.7 |
湿沥青与混凝土路面 | 0.32~0.4 |