Question

科技活動(dòng)小組成員利用暑假進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)可以利用古代拋石機(jī)的模型來驗(yàn)證機(jī)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(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，輕桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，B球被水平拋出．

(1)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，首先需要測(cè)量m_A、m_B及兩球距O點(diǎn)的距離L_A、L_B，除此之外還需要測(cè)量的物理量有________．

A．A球從釋放運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的時(shí)間t

B．O離地面的高度h

C．B球落地點(diǎn)與O的水平距離x

D．釋放輕桿時(shí)A球的高度h₀

(2)下列減小實(shí)驗(yàn)誤差的措施中，可行的有________．

A．開始釋放時(shí)，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(diǎn)，然后測(cè)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(cè)定的物理量，可求系統(tǒng)重力勢(shì)能減少量為________，動(dòng)能增加量為________，正常情況下會(huì)出現(xiàn)前者_(dá)_______(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(yàn)證實(shí)驗(yàn)中A 、B兩球系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，應(yīng)先找出A、B兩球初、始狀態(tài)對(duì)應(yīng)的機(jī)械能，與輕桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間無關(guān)，所以B、C、D三項(xiàng)正確。（2）A項(xiàng)滿足h₀=h,B項(xiàng)可以保證測(cè)量操作容易控制，且便于計(jì)算重力勢(shì)能的變化量，C項(xiàng)避免彈性勢(shì)能的參與，D項(xiàng)是多次測(cè)量求平均值，E項(xiàng)減小摩擦力進(jìn)而減少機(jī)械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，F(xiàn)項(xiàng)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(fù)功，且B球脫離勺形槽后做平拋運(yùn)動(dòng)，所以系統(tǒng)勢(shì)能的減少量為(m_AL_A－m_BL_B)g，動(dòng)能的增加量為,,聯(lián)立求解得動(dòng)能的增加量為，因?yàn)橛凶枇Γ�所以�?shì)能減小量一般大于動(dòng)能增加量。

考點(diǎn)：機(jī)械能守恒

點(diǎn)評(píng)：需要對(duì)機(jī)械能守恒的條件，意義有深刻的認(rèn)識(shí)，并且考慮到有機(jī)械能的損失而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。