题目内容

【题目】利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、交流电源、铁架台、导线及开关外,在下面的器材中,必须使用的还有________。(选填器材前的字母)

A.大小合适的铁质重锤 B.体积较大的木质重锤

C.刻度尺 D.游标卡尺 E.秒表

(2)如图是实验中得到的一条纸带。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。重锤质量用m表示,已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。从打下O点到打下B点的过程中,重锤重力势能的减少量ΔEP = ________,动能的增加量ΔEK = ________。

(3)在实验过程中,下列实验操作和数据处理正确的是________

A.释放重锤前,使纸带保持竖直

B.做实验时,先接通打点计时器的电源,再释放重锤

C.为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v,可测量该点到O点的距离h,再根据公式计算,其中g应取当地的重力加速度

D.用刻度尺测量某点到O点的距离h,利用公式mgh计算重力势能的减少量,其中g应取当地的重力加速度

(4)某同学在纸带上选取计数点后,测量它们到起始点O的距离h,并计算出打相应计数点时重锤的速度v,通过描绘v2-h图像去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略,且阻力大小保持不变,从理论上分析,合理的v2-h图像是图中的哪一个________。

A.A B.B C.C D.D

【答案】 (1)AC (2)mghB ABD A

【解析】试题分析:(1)为了减小空气阻力,应使用体积小密度大的铁锤,故A正确B错误;实验中需要用刻度尺测量计数点间的距离,C正确;打点计时器即为计时的仪器,所以不需要秒表,也不需要游标卡尺,故DE错误;

(2)重力势能减小量等于重力所做的功,即,根据匀变速直线运动中间时刻速度规律可得B点的速度等于AC之间的平均速度,故有,所以增加的动能为

(3)自由落体运动是竖直方向上的运动,为了减小摩擦,释放重锤前,使纸带保持竖直,A正确;在使用打点计时器时,应先接通电源等于工作稳定后再释放纸带,B正确;因为是要验证机械能守恒,而公式是根据机械能守恒推导出来的,故C错误;用刻度尺测量某点到O点的距离h,利用公式mgh计算重力势能的减少量,其中g应取当地的重力加速度.故D正确

(4)根据公式,解得,知v2-h图线为过原点的倾斜直线,A正确;

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