Question

【題目】利用圖2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(guò)程中任意兩點(diǎn)間的_____。

A．動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量 B．速度變化量和勢(shì)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、鐵架臺(tái)（含鐵夾）、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開(kāi)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3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(cè)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�?/span>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(guò)程中，重物的重力勢(shì)能變化量＝_____，動(dòng)能變化量＝_____。

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

A．利用公式計(jì)算重物速度

B．利用公式計(jì)算重物速度

C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響

D．沒(méi)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(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h，計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v，描繪v2-h圖像，并做如下判斷：若圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒。請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確。

Answer 1

【答案】AABC同學(xué)的判斷依據(jù)不正確

【解析】

驗(yàn)證機(jī)械能守恒，即驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等．根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測(cè)量的物理量，從而確定所需的器材；根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度得出B點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量；如果v2-h圖象為直線，僅表示合力恒定，與機(jī)械能是否守恒無(wú)關(guān)。

解：(1)為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)間的動(dòng)能變化量和重力勢(shì)能的變化量，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤；

故選A；

(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需接交流電源，驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等，兩邊都有質(zhì)量，可以約去，不需要用天平測(cè)量質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)時(shí)需要用刻度尺測(cè)量點(diǎn)跡間的距離，從而得出下降的高度，以及計(jì)算出瞬時(shí)速度，故A、B正確，C、D錯(cuò)誤；

故選AB；

(3)從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能變化量，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度，則動(dòng)能的增加量

(4)實(shí)驗(yàn)中重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是存在空氣阻力和摩擦阻力的影響，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤；

故選C；

(5)該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確；在重物下落h的過(guò)程中，若阻力f恒定，根據(jù)，可得，則此時(shí)圖象就是過(guò)原點(diǎn)的一條直線，所以要想通過(guò)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。