【題目】圖甲所示為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置,某同學(xué)完成了一系列實(shí)驗(yàn)操作后,得到了如圖乙所示的一條紙帶。現(xiàn)選取紙帶上某清晰的點(diǎn)標(biāo)為0,然后每兩個計(jì)時點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn),分別標(biāo)記為1、2、3、4、56,用刻度尺量出計(jì)數(shù)點(diǎn)l、2、3、45、60點(diǎn)的距離分別為h1、h2、h3、h4h5h6。(重力加速度為g

1)已知打點(diǎn)計(jì)時器的打點(diǎn)周期為T,可求出打各個計(jì)數(shù)點(diǎn)時對應(yīng)的速度分別為v1、v2、v3、v4、v5,其中v5的計(jì)算式v5_____。

2)若重錘的質(zhì)量為m,取打點(diǎn)0時重錘所在水平面為參考平面,分別算出打各個計(jì)數(shù)點(diǎn)時對應(yīng)重錘的勢能Epi和動能Eki,則打計(jì)數(shù)點(diǎn)3時對應(yīng)重錘的勢能Ep3_____ (用題中所給物理量的符號表示);接著在E—h坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出如圖丙所示的EkhEph圖線,求得Eph圖線斜率的絕對值為k1Ekh圖線的斜率為k2,則在誤差允許的范圍內(nèi),k1_____k2(填“>”“<”“=”)時重錘的機(jī)械能守恒。

3)關(guān)于上述實(shí)驗(yàn),下列說法中正確的是_____

A.實(shí)驗(yàn)中可用干電池作為電源

B.為了減小阻力的影響,重錘的密度和質(zhì)量應(yīng)該適當(dāng)大些

C.實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先釋放紙帶后接通電源

D.圖丙Ek—h圖線縱軸上的截距表示重錘經(jīng)過參考平面時的動能

4)無論如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法和措施,總有重力勢能的改變量大于動能的改變量,原因是:_____

【答案】1;(2-mgh3,=;(3BD;(4)重錘下落過程中紙帶和重錘受到阻力作用。

【解析】試題分析:(1)計(jì)數(shù)點(diǎn)5的瞬時速度等于46兩點(diǎn)間的平均速度,則v5

2)打計(jì)數(shù)點(diǎn)3時對應(yīng)重錘的勢能Ep3=-mgh3,根據(jù)圖象可知,每一段對應(yīng)的重力勢能減小量和動能增加量相等,那么機(jī)械能守恒,即圖線的斜率相同,才能滿足條件,因此k1=k2

3A.實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時器,使用的是交流電源,不可用干電池作為電源,故A錯誤;

B.為了減小阻力的影響,重錘的密度和質(zhì)量應(yīng)該適當(dāng)大些,故B正確;

C.實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先接通電源,再釋放紙帶,故C錯誤.

D.圖丙Ek-h圖線縱軸上的截距表示重錘經(jīng)過參考平面時的初動能,故D正確.

故選:BD

4)無論如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法和措施,總有重力勢能的改變量大于動能的改變量,原因是重錘下落過程中紙帶和重錘受到阻力作用。

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