問題詳情:
(2016·*高考)利用圖*裝置做“驗*機械能守恆定律”實驗。
(1)為驗*機械能是否守恆,需要比較重物下落過程中任意兩點間的________。
A.動能變化量與勢能變化量
B.速度變化量和勢能變化量
C.速度變化量和高度變化量
(2)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架台(含鐵夾)、電磁打點計時器、導線及開關外,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)實驗中,先接通電源,再釋放重物,得到圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續打出的點A、B、C,測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。已知當地重力加速度為g,打點計時器打點的週期為T。設重物的質量為m。從打O點到打B點的過程中,重物的重力勢能變化量ΔEp=__________,動能變化量ΔEk=________。
(4)大多數學生的實驗結果顯示,重力勢能的減少量大於動能的增加量,原因是________。
A.利用公式v=gt計算重物速度
B.利用公式v= 計算重物速度
C.存在空氣阻力和摩擦阻力的影響
D.沒有采用多次實驗取平均值的方法
(5)某同學想用下述方法研究機械能是否守恆:在紙帶上選取多個計數點,測量它們到起始點O的距離h,計算對應計數點的重物速度v,描繪v2h圖像,並做如下判斷:若圖像是一條過原點的直線,則重物下落過程中機械能守恆。請你分析論*該同學的判斷依據是否正確。
【回答】
(1)A (2)AB (3)-mghB (4)C (5)不正確
【解析】:(1)驗*機械能是否守恆,驗*,故選擇A*正確;
(2)根據圖*可知還需要交流電源和刻度尺,交流電源是打點計時器的工作電流,刻度尺測量紙帶上點間的距離;
(3)以打點計時器為0勢能面,重力做正功重力勢能減小則:,動能的增加量為:由中間時刻的瞬時速度可得:代入可得:;
(4)本實驗中能夠給實驗帶來影響的是速度的計算,速度受空氣阻力和紙帶與儀器之間的摩擦力的影響,故存在空氣阻力和摩擦阻力的影響選擇C*正確;
(5)在重物下落h的過程中,假設阻力恆定,根據動能定理得:變形可得:,v2h圖像就是過原點的一條直線。要根據v2h圖像來驗*機械能守恆,v2h圖像的斜率應該為2g。
知識點:機械能守恆定律
題型:實驗,探究題