(Ⅰ)(8分)用如图装置验证机械能守恒定律,跨过定滑轮的细线两端系着质量均为M的物块A、B,A下端与通过打点计时器的纸带相连,B上放置一质量为m的金属片C,固定的金属圆环D处在

◎ 题目

(Ⅰ)(8分)用如图装置验证机械能守恒定律,跨过定滑轮的细线两端系着质量均为M的物块A、B,A下端与通过打点计时器的纸带相连,B上放置一质量为m的金属片C,固定的金属圆环D处在B的正下方。系统静止时C、D间的高度差为h。先接通电磁打点计时器,再由静止释放B,系统开始运动,当B穿过圆环D时C被D阻挡而停止。

①整个运动过程中纸带上计数点的间距如图乙所示,其中每相邻两点之间还有4个点未画出,已知打点计时器的工作频率为50 Hz。由此可计算出C被阻挡前B的加速度大小a =     m/s2;B刚穿过D时的速度大小v =      m/s(结果保留两位有效数字)。

②该实验中需验证等式是                    (用M、m、v和重力加速度g表示)。还可运用图象法加以验证:改变物块B的释放位置,重复上述实验,记录每次C、D间的高度差h,并求出B刚穿过D时的速度v,作出v2 – h图线如图丙所示,根据图线得出重力加速度的表达式g=               ,代入数据再与当地的重力加速度大小比较,判断系统机械能是否守恒。
③在不增加实验器材的情况下,请提出减小实验误差的一个办法。
                                                                         

◎ 答案

①4.8;2.6②③如适当增大C、D间的高度差;适当增加金属片C的质量;保证打点计时器的限位孔在同一直线上等等。

◎ 解析


试题分析::(1)根据,运用逐差法得B刚穿过D时的速度大小
(2)系统重力势能的减小量,系统动能的增加量,则需验证根据系统机械能守恒得,.解得
(3)减小误差的方法:适当增加C、D间的高度差;适当增加金属片C的质量;保证打点计时器的限位孔在同一竖直线上.

◎ 知识点

    专家分析,试题“(Ⅰ)(8分)用如图装置验证机械能守恒定律,跨过定滑轮的细线两端系着质量均为M的物块A、B,A下端与通过打点计时器的纸带相连,B上放置一质量为m的金属片C,固定的金属圆环D处在…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】,【实验:探究弹力与弹簧伸长的关系】,【实验:探究加速度与力、质量的关系】,【实验:探究功与速度变化的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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