题目内容

【题目】用如图所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落。

(1)除了图示的实验器材,下列实验器材中还必须使用的是___________(填字母代号)。

A.交流电源 B.刻度尺 C.秒表 D.天平(带砝码)

(2)该实验中,需要测量物体由静止开始下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h,某同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案。

A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t.通过计算出瞬时速度v.

B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过计算出瞬时速度v.

C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过计算出高度h.

D. 用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v

以上方案中只有一种最合理,最合理的是_________(填字母代号)。

(3)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图2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___________,动能的变化量___________。

【答案】 AB D

【解析】(1)打点计时器需要交流电源,计数点间的距离需要刻度尺测量,因为打点计时器是计时仪器,所以不需要秒表,物体的质量在等式两边可以抵消,所以不需天平,故AB正确.

(2)该实验是验证机械能守恒定律的实验.因为我们知道自由落体运动只受重力,机械能就守恒.如果把重物的实际运动看成自由落体运动,再运用自由落体的规律求解速度,那么就不需要验证呢.其中ABC三项都是运用了自由落体的运动规律求解的,故ABC错误,D正确.

(3)重力做正功,重力势能减小,故重物的重力势能变化量,根据匀变速直线运动平均速度推论可得在B点的速度为,故物体的动能增加量为

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