题目内容

【题目】某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中,提出了如图所示的甲、乙两种方案:甲方案为用自由落体运动进行实验,乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验。

(1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析,最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案,你认为该小组选择的方案是________。

(2)某同学用如甲图所示的装置进行实验,得到下图所示的纸带,把第一个点(初速度为零)记作O点,各点的距离已经标出。已知打点计时器所用电源频率为50 Hz,当地重力加速度为9.80 m/s2,重锤的质量为m=1.0 kg。

①纸带的________(左、右)端与重物相连。

②则打点计时器在打O点到C点的这段时间内,重锤动能的增加量为________J,重力势能的减少量为________J(计算结果保留三位有效数字)。

③若起点O并不清晰,他们也可以选取清晰的B、D两点的机械能关系进行验证,验证守恒的原理符号表达式为_________________________(设打O、A、B、C、D、E时的瞬时速度分别为vO、vA、vB、vC、vD、vE各点距离用OA、AB…表示)。

【答案】甲 左 10.1 10.4 (或)

【解析】

(1)[1]乙方案中物所受摩擦力对实验影响较大,不能忽略,所以选择甲方案。

(2)①[2]重锤下落速度越来越快,相等的时间内运动的位移越来越大,所以纸带的左端与重物相连。

②[3]点的速度为

则点的动能

[4]重力势能的减少量

③[5]B、D两点重力势能的减少量为,动能增加量为,验证机械能守恒定律的表达式为

约去质量,也可以写为

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