Question

【題目】如圖甲所示，某同學用如圖所示裝置驗證機械能守恒定律，懸線下吊著磁鐵A，A下端吸著一個小鐵球，B是固定擋板，測出靜止時球離開地面的高度，懸點O到球的距離L，將球拉離豎直位置到某一位置，懸線拉直，用米尺測出此時球與尺的接觸點離天花板的高度，釋放小球，讓小球與磁鐵一起做圓周運動，到最低點時磁鐵與擋板碰撞后小球由于慣性繼續向前做平拋運動，測出小球做平拋運動的水平位移x，已知當地的重力加速度為g。

（1）磁鐵與擋板碰撞前的一瞬間速度的大小為_______________。

（2）要驗證豎直圓周運動是否機械能守恒，只要驗證等式_________成立即可。

（3）若實驗測得重力勢能的減少量總是大于動能的增加量，導致這一結果的原因可能有（寫出一個原因即可）_____________________。

（4）改變小球開始釋放的高度，記多組釋放點距天花板的高度和小球做平拋運動水平位移x，建立恰當的坐標系，在坐標紙上描點作圖，得到如乙圖所示的圖象，根據實驗原理可知圖乙代表的是_____________。

A.圖像 B.圖像 C. 圖像 D.圖像

Answer 1

【答案】 （1） （2） （3）空氣阻力影響（或磁鐵引力影響使平拋速度比小球到擋板時的速度小 ） （4）D

【解析】（1）由平拋運動的知識可知，平拋運動的時間為：t=，磁鐵與擋板相碰的一瞬間的速度為：．
（2）要驗證機械能守恒，只要驗證mg(Lh2)＝mv2成立，即驗證g(Lh2)＝成立即可．
（3）若實驗測得重力勢能的減少量大于動能的增加量，導致誤差的可能原因有：①受到空氣阻力、②磁鐵對小球的引力使平拋的初速度比小球到擋板時的速度小，③小球在平拋過程中有一部機械能轉化成小球轉動的動能（三個中答出兩個即可）．
（4）由要驗證的關系式g(Lh2)＝可知，圖象應是x2-（L-h2）圖象，故D正確．