Question

科技活動小組成員利用暑假進行社會實踐活動時，發(fā)現(xiàn)可以利用古代拋石機的模型來驗證機械能守恒定律，其原理如圖所示．圖中O為轉(zhuǎn)軸，A球固定于桿上且質(zhì)量為m_A，B球放在勺形槽內(nèi)且質(zhì)量為m_B.由靜止釋放輕桿后，可以逆時針轉(zhuǎn)動，輕桿轉(zhuǎn)到豎直位置時，B球被水平拋出．

(1)要驗證機械能守恒定律，首先需要測量m_A、m_B及兩球距O點的距離L_A、L_B，除此之外還需要測量的物理量有________．

A．A球從釋放運動到最低點的時間t

B．O離地面的高度h

C．B球落地點與O的水平距離x

D．釋放輕桿時A球的高度h₀

(2)下列減小實驗誤差的措施中，可行的有________．

A．開始釋放時，讓輕桿水平

B．支架處地面與B球落地處地面要在同一水平面上

C．桿的硬度盡量高

D．在同一高度多次釋放A球的前提下，取B球的平均落點，然后測量x

E．盡量減小轉(zhuǎn)軸O處的摩擦力

F．盡量減小B球的質(zhì)量

(3)在輕桿從水平狀態(tài)無初速釋放的前提下，結(jié)合上述測定的物理量，可求系統(tǒng)重力勢能減少量為________，動能增加量為________，正常情況下會出現(xiàn)前者________(填“大于”或“小于”)后者．

 

Answer 1

【答案】

（1）BCD（2）ABCDE（3）(m_AL_A－m_BL_B)g  、、大于；

【解析】

試題分析：（1）驗證實驗中A 、B兩球系統(tǒng)的機械能守恒，應(yīng)先找出A、B兩球初、始狀態(tài)對應(yīng)的機械能，與輕桿轉(zhuǎn)動時間無關(guān)，所以B、C、D三項正確。（2）A項滿足h₀=h,B項可以保證測量操作容易控制，且便于計算重力勢能的變化量，C項避免彈性勢能的參與，D項是多次測量求平均值，E項減小摩擦力進而減少機械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，F(xiàn)項中B球應(yīng)當(dāng)盡量選用密度大的，以減小空氣阻力，而與質(zhì)量無關(guān)，所以ABCDE均正確。（3）輕桿從水平狀態(tài)無初速釋放，轉(zhuǎn)到豎直位置過程中，A球重力做正功，B球重力做負功，且B球脫離勺形槽后做平拋運動，所以系統(tǒng)勢能的減少量為(m_AL_A－m_BL_B)g，動能的增加量為,,聯(lián)立求解得動能的增加量為，因為有阻力，所以勢能減小量一般大于動能增加量。

考點：機械能守恒

點評：需要對機械能守恒的條件，意義有深刻的認識，并且考慮到有機械能的損失而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。