當前位置： 2023-2024學年廣西大學附中高二（上）月考物理試卷（9月份）> 試題詳情

在做《驗證機械能守恒定律》的實驗中，使質量為m的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示。O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取連續(xù)點中的三個點。已知打點計時器每隔T時間打一個點，當?shù)氐闹亓铀俣葹間,那么：
（1）根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)，應取圖中O點到
B
B
點來驗證機械能守恒定律。
（2）從O點到（1）問中所取的點，重物重力勢能的減少量ΔE_p=
mgh₂
mgh₂
，動能增加量ΔE_k=
m
8
T
2
（
h
3
-
h
1
）
2
m
8
T
2
（
h
3
-
h
1
）
2
（用表達式表示）。

（3）關于上述實驗，下列說法正確的是
BD
BD
。
A．紙帶上點稀疏的一端是與重物相連的
B．為了減小紙帶阻力和空氣阻力的影響，重錘質量應該適當大些
C．實驗時先松開紙帶，再接通電源
D．重力勢能的減少量大于動能的增加量

【考點】驗證機械能守恒定律．

【答案】B；mgh₂；

（

）

；BD

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/10/10 0:0:4組卷：21引用：3難度：0.6

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1．阿特伍德機是英國數(shù)學家和物理學家阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學實驗裝置，常用來研究勻變速直線運動的規(guī)律?，F(xiàn)對該裝置加以改進，利用改進后的裝置（如圖所示）驗證機械能守恒定律。輕繩兩端系著質量均為M的重物A（含擋光片）、B（含掛鉤），物塊B上放一質量為m的金屬片C，鐵架臺上固定一金屬圓環(huán)，圓環(huán)處在物塊B的正下方，金屬片C不能穿過圓環(huán)而B可以穿過，金屬片C到圓環(huán)的高度為h,固定在A上的擋光片到光電門的豎直距離也為h,擋光片的寬度d。
（1）為了完成實驗還需要記錄或測量的物理量是
。
A．物塊B運動到圓環(huán)處的時間t
B．擋光片到圓環(huán)的豎直距離l
C．剛剛釋放時物塊AB之間的距離Δh
D．擋光片穿過光電門的時間Δt
（2）為了減小實驗誤差進行多次實驗，改變物塊B的初始位置，使物塊B從不同的高度由靜止下落穿過圓環(huán)，記錄每次金屬片C與圓環(huán)間的高度h以及擋光片穿過光電門的時間Δt,通過描點作圖，為了得到一條過原點的直線，則應該繪制的圖像是
（選填“h-Δt”、“
h
-
1
Δ
t
”、“
h
-
1
（
Δ
t
）
2
”），則該直線的斜率k=
（用字母m、g、M、d表示）。
發(fā)布：2024/11/1 8:0:2組卷：108引用：1難度：0.4
解析
2．如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機，是英國數(shù)學家和物理學家阿特伍德（G，Atwood1746-1807）創(chuàng)制的一種著名力學實驗裝置，用來研究勻變速直線運動的規(guī)律．某同學對該裝置加以改進后用來驗證機械能守恒定律，如圖乙所示．
（1）實驗時，該同學進行了如下步驟：
①將質量均為M（A的含擋光片、B的含掛鉤）的重物用繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止狀態(tài)，測量出
（填“A的上表面”、“A的下表面”或“擋光片中心”）到光電門中心的豎直距離h.
②在B的下端掛上質量為m的物塊C，讓系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）中的物體由靜止開始運動，光電門記錄擋光片擋光的時間為Δt.
③測出擋光片的寬度d,計算有關物理量，驗證機械能守恒定律．
（2）如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機械能守恒，應滿足的關系式為
（已知重力加速度為g）
（3）引起該實驗系統(tǒng)誤差的原因有
（寫一條即可）．
（4）驗證實驗結束后，該同學突發(fā)奇想：如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機械能守恒，不斷增大物塊C的質量m,重物B的加速度a也將不斷增大，那么a與m之間有怎樣的定量關系？a隨m增大會趨于一個什么值？請你幫該同學解決：
①寫出a與m之間的關系式：
（還要用到M和g）；
②a的值會趨于
．
發(fā)布：2024/11/1 8:0:2組卷：2引用：1難度：0.7
解析
3．如圖（a）所示的裝置叫阿特伍德機，是英國數(shù)學家和物理學家阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學實驗裝置，用來研究勻變速直線運動的規(guī)律。某同學對該裝置加以改進后用來驗證機械能守恒定律，如圖（b）所示。實驗時，該同學進行了如下步驟：
a.將質量均為M（A的含擋光片）的重物用輕質細繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止狀態(tài)，測量出A上擋光片中心到光電門中心的豎直距離h。
b.在B的下端掛上質量為m的物塊C，讓系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）中的物體由靜止開始運動，光電門記錄擋光片擋光的時間為Δt。
c.測出擋光片的寬度d,計算重物運動的速度v。
d.利用實驗數(shù)據(jù)驗證機械能守恒定律。
（1）步驟c中，計算重物的速度v=
（用實驗中字母表示），利用這種方法測量的速度總是比擋光片中心通過光電門中心的實際速度
（選填“大”或“小”），為使v的測量值更加接近真實值，減小系統(tǒng)誤差，可采用的合理的方法是
。
A．減小擋光片寬度d
B．減小擋光片中心到光電門中心的豎直距離h
C．將光電門記錄擋光時間Δt的精度設置得更高些
D．將實驗裝置更換為紙帶和打點計時器
（2）步驟d中，如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機械能守恒，應滿足的關系為
（已知當?shù)刂亓铀俣葹間,用實驗中字母表示）。
（3）某次實驗分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)重力勢能減少量小于系統(tǒng)動能增加量，造成這個結果的原因可能是
。
A．繩子、滑輪并非輕質而有一定質量
B．滑輪與繩子之間產(chǎn)生滑動摩擦
C．計算重力勢能時g的取值比實際值偏大
D．掛物塊C時不慎使B具有向上的初速度
發(fā)布：2024/11/1 8:0:2組卷：59引用：3難度：0.5
解析

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