问题 问答题

如图甲所示是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平.回答下列问题:

(1)为完成此实验,除以上的器材,还需要的器材有______

A.毫米刻度尺

B.秒表

C.0~12V的直流电源

D.0~12V的交流电源

(2)在实验中打点计时器所接交流电频率为50Hz,当地重力加速度g=9.8m/s2,实验选用的重物质量m=1kg,纸带上打点计时器打下的连续计时点A、B、C到打下第一点O的距离如图乙所示,则从打下O点至B点的过程中,重物重力势能的减少量△Ep=______J,动能的增加量△Ek=______J.(计算结果均保留3位有效数字)

(3)通过计算发现,△Ep______△Ek(选填“小于”、“大于”或“等于”),这是因为______.

答案

(1)通过打点计时器计算时间,故不需要秒表,打点计时器应该与交流电源连接,需要刻度尺测量纸带上两点间的距离,故BC错误,AD正确.

故选:AD.

(2)重力势能减小量△Ep=mgh=1×9.8×0.26m J=2.55J.

利用匀变速直线运动的推论得:

vB=

xAC
tAC
=
0.3066-0.2172
2×0.02
m/s=2.235m/s

EkB=

1
2
mvB2=
1
2
×1×2.2352J=2.50J

(3)通过计算可知动能的增加量小于重力势能的减小量,其原因是物体在下落过程中克服摩擦阻力做功,导致重力势能没有完全转化为动能.

故答案为:(1)AD;(2)2.55;2.50;(3)大于;重物下落过程中受到摩擦阻力作用.

选择题
单项选择题