填空题8.0分
物理

10.在用“落体法”做“验证机械能守恒定律”的实验时,小明选择一条较为满意的纸带,如图甲所示.他舍弃前面密集的点,以O为起点,从A点开始选取纸带上连续点A、B、C……,测出O到A、B、C……的距离分别为h1h2h3…….电源的频率为f

(1)为减少阻力对实验的影响,下列操作可行的是__________.

A.选用铁质重锤

B.安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上

C.释放纸带前,手应提纸带上端并使纸带竖直

D.重锤下落中手始终提住纸带上端,保持纸带竖直

(2)打B点时,重锤的速度vB为 ____________.

(3)小明用实验测得数据画出的v2-h图像如图乙所示.图线不过坐标原点的原因是______.

(4)另有四位同学在图乙的基础上,画出没有阻力时的v2-h图线,并与其比较,其中正确的是_____.

考察知识点

  • 验证机械能守恒定律

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正确答案及相关解析

正确答案

(1)ABC;

(2)

(3)打下O点时重锤速度不为零;

(4)B。

解析

(1)在实验允许的范围内,应尽量增大重锤的质量,以减小因摩擦损失的能量在总能量的占比。A选项正确;打点计时器安装时,必须使两纸带限位孔在同一竖直线上,以减小摩擦阻力,B选项正确;释放纸带前,手应提纸带上端并使纸带竖直,以减小纸带与打点计时器见的摩擦,但是一旦运动起来就不能继续用手牵动纸带了,以避免手与纸带之间的摩擦。

(2)瞬时速度利用匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于全程平均速度来计算,vB=,又频率与周期互为倒数,所以vB=

(3)重锤下落的过程,实际的能量守恒方程为:mgh =  + Qf,摩擦损失是无法绝对避免的,所以图线不过坐标原点。

(4)① 重锤下落的初始位置时一样的,所以无论有无摩擦,最终图线的延长线一定交于一点;

② 由(3)可知,重锤下落的过程中,因为受到摩擦阻力,所以(mg-f)h = ,即v2=2m(mg-f)/m;若不考虑摩擦则mgh = ,即v2= 2

考查方向

本题考查“验证机械能守恒定律”实验。

解题思路

(1)参见易错点;

(2)瞬时速度利用匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于全程平均速度来计算。

(3)写出重锤下落过程的能量守恒方程ΔEpEk+Qf,即mgh = + Qf,所以图像不会过原点;

(4)重锤下落的初始位置时一样的,所以无论有无摩擦,最终图线的延长线一定交于一点。

易错点

1、打点计时器安装时,必须使两纸带限位孔在同一竖直线上,以减小摩擦阻力。

2、选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2mm的纸带。

3、因不需要知道动能和势能的具体数值,所以不需要测量重物的质量。

4、在实验允许的范围内,应尽量增大重锤的质量,以减小因摩擦损失的能量在总能量的占比。

知识点

验证机械能守恒定律