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。

(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。

练习册系列答案
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【题目】某实验小组用图甲实验装置探究合力做功与动能变化的关系。铁架台竖直固定放置在水平桌面上,长木板一端放置在水平桌面边缘P处,另一端放置在铁架台竖直铁杆上,使长木板倾斜放置,长木板P处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时的挡光时间。实验步骤是:

①用游标卡尺测出滑块的挡光宽度L,用天平测量滑块的质量m。

②平衡摩擦力:以木板放置在水平桌面上的P处为轴,调节长木板在铁架台上的放置位置,使滑块恰好沿木板向下做匀速运动。在铁架台竖直杆上记下此位置Q1,用刻度尺测出Q1到水平面的高度H。

③保持P位置不变,长木板一端放置在铁架台竖直杆Q2上。用刻度尺量出Q1Q2的距离h1,将滑块从Q2位置由静止释放,由光电门计时器读出滑块的挡光时间t1。

④保持P位置不变,重新调节长木板一端在铁架台上的放置位置,重复步骤③数次。

Ⅰ.滑块沿长木板由Q2运动到P的过程中,用测量的物理量回答下列问题(重力加速度已知为g):

(1)滑块通过光电门时的动能Ek=________。

(2)滑块克服摩擦力做的功Wf=________。

(3) 合力对滑块做的功W合=________。

Ⅱ.某学生以铁架台竖起杆上的放置位置到Q1的距离h为横坐标,以滑块通过光电门的挡光时间平方倒数 为纵坐标,根据测量数据在坐标中描点画出如图乙所示直线,直线延长线没有过坐标原点,其原因主要是______________________________。

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