问题 填空题

利用自由落体做验证机械能守恒定律的实验时,有下列器材可供选择:

①铁架台;②打点计时器;③复写纸:④低压直流电源;⑤天平;⑥秒表;⑦导线;⑧纸带

(1)其中实验中不必要的器材是(填序号)______、______、______;除上述器材外还差的器材是______、______、______.

(2)若已知打点计时器的电源频率为50Hz、当地的重力加速度为g=9.8m/s2,重物质量为m kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,其中O为第一个点,A、B、C为另外3个连续点,由图中数据,可知重物由0点运动到B点重力势能减少量△Ep=______J,动能增量△Ek=______J,产生误差的原因是______.(计算结果保留两位有效数字)

(3)在验证机械能守恒的实验中,求得相关的各点的瞬时速度v以及与此对应的下落距离h,以v2为直角坐标系的纵轴物理量,以h为横轴物理量,描点后得出的图象在下列各图中,表示机械能守恒的是______

答案

(1)实验中不必要的器材是:④低压直流电源,打点计时器使用的是交流电源,

 ⑤天平,因为我们是比较mgh、mv2的大小关系,故m可约去比较,不需要用天平.

⑥秒表,通过打点计时器打出的点可以计算时间.

缺少的器材是:刻度尺,用来测量计数点间的距离;

重锤,用来做下落的研究对象,低压交流电源.

故答案为:④,⑤,⑥,低压交流电源,刻度尺,带铁夹的重锤.

(2)重力势能减小量:△Ep=mgh=m×9.8×0.7776J=7.62mJ.

利用匀变速直线运动的推论:匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有:

v B
=
xAC
2T
═3.895m/s

动能的增量为:EK=

1
2
m
v2B
=7.59mJ

产生误差的主要原因是由于空气阻力和打点计时器对纸带的摩擦力使物体的机械能减少.

故答案为:7.62m,7.59m,由于空气阻力和打点计时器对纸带的摩擦力使物体的机械能减少.

(3)根据机械能守恒可知重锤下落时有:mgh=

1
2
mv2,即v2=2gh,由此可知在以v2为直角坐标系的纵轴物理量,以h为横轴物理量的图象中图象为过原点的直线,故ABD错误,C正确.

故选C.

单项选择题
单项选择题

阅读下面短文,回答下面问题。
树是一部活档案,树干的年轮就是历史的记录。1901年,美国人道格拉斯发现居住地附近新近砍伐留下的树桩上,都有相同的图案纹理,譬如说,这些树木年轮的外面三圈都较宽,这表明近3年居住地附近环境与气候条件较好,树木生长较快。担相反的结论也可以由此得出。这个发现促使道格拉斯致力于树木年乾的深入研究。他用“同一地区,同时期年轮模式相同”的假设,以“接龙”的方式,来推算老树的初生年份。比如,有一棵被砍伐的百年古树,其砍伐年代不详,但是它的年轮中有一圈与当地一棵1864年砍下的大树的年轮最外圈相吻合。由于最外圈是被砍伐当年的年轮,因此这相吻合的一圈为1864年的年轮。由此向内按每进一圈是一年的方法推算,就可以算出这棵树大约哪一年栽种的。
一些科学家还根据年轮推算出发生过酸雨的年份。哥伦比亚大学的雅格比解释说,随着树木越长越老,年轮也变得越来越窄,而酸雨对树木恰恰起着相反的作用。年轮还可以记录下火山爆发与地震。火山爆发时,大量灰尘与气体进入同温层,遮住了阳光,这会使温度降到冰点以下,给树木留下一道叫做“霜轮”的特殊标记。东印度群岛坦波拉山爆发曾使1816年成了“没有夏天的一年”,这个标记甚至出现在南非的树木上。地震也可以给树木造成损害,使树在以后的一些年中形成较窄的年轮。由此看来,倘若说树木年轮“泄漏天机”,似乎并不为过。
(佚名《年轮》)

“相反的作用”是指:

A.酸雨会改变年轮的图案纹理模式。

B.酸雨会刺激树木的生长。

C.树木的年轮会因酸雨的出现而变宽。

D.酸雨会加速树木的老化。