Question

【題目】利用如圖甲裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。

(1)為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的 。

A．動能變化量與勢能變化量

B．速度變化量與勢能變化量

C．速度變化量與高度變化量

(2)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是 。

A．交流電源

B．刻度尺

C．天平(含砝碼)

(3)實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。

已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能變化量ΔEp＝ ，動能變化量ΔEk＝ 。

(4)大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是 。

A．利用公式v＝gt計(jì)算重物速度

B．利用公式v＝計(jì)算重物速度

C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響

D．沒有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法

(5)某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒，在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測量它們到起始點(diǎn)O的距離h，計(jì)算對應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v，描繪v2－h(huán)圖象，并做如下判斷：若圖象是一條過原點(diǎn)的直線，則重物下落過程中機(jī)械能守恒，請你分析論證該同學(xué)的判斷是否正確的。

Answer 1

【答案】(1) A (2)AB (3)－mghB m()2 (4)C

(5)不正確，理由見解析

【解析】(1)重物下落過程中重力勢能減少，動能增加，故該實(shí)驗(yàn)需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的動能變化量與勢能變化量在誤差范圍內(nèi)是否相等，A項(xiàng)正確；(2)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，故要選A，需要測紙帶上兩點(diǎn)間的距離，還需要刻度尺，選B，根據(jù)mgh＝mv2－0可將等式兩邊的質(zhì)量抵消，不需要天平， 不選C；(3)重物的重力勢能變化量為ΔEp＝－mghB，動能的變化量ΔEk＝＝m()2；(4)重物重力勢能的減少量略大于動能的增加量，是因?yàn)橹匚锵侣溥^程中存在空氣阻力和摩擦阻力的影響，C正確；(5)該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確，在重物下落h的過程中，若阻力f恒定，根據(jù)mgh－fh＝mv2－0，則v2＝2(g－)h可知，v2－h(huán)圖象就是過原點(diǎn)的一條直線。要想通過v2－h(huán)圖象的方法驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，還必須看圖象的斜率是否接近2g。