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科技活动小组成员利用暑假进行社会实践活动时，发现可以利用古代抛石机的模型来验证机械能守恒定律，其原理如图所示．图中O为转轴，A球固定于杆上且质量为mA，B球放在勺形槽内
网友投稿  2022-11-05 00:00:00  零零社区

◎ 题目

科技活动小组成员利用暑假进行社会实践活动时，发现可以利用古代抛石机的模型来验证机械能守恒定律，其原理如图所示．图中O为转轴，A球固定于杆上且质量为mA，B球放在勺形槽内且质量为mB.由静止释放轻杆后，可以逆时针转动，轻杆转到竖直位置时，B球被水平抛出．

(1)要验证机械能守恒定律，首先需要测量mA、mB及两球距O点的距离LA、LB，除此之外还需要测量的物理量有________．
A．A球从释放运动到最低点的时间t
B．O离地面的高度h
C．B球落地点与O的水平距离x
D．释放轻杆时A球的高度h0
(2)下列减小实验误差的措施中，可行的有________．
A．开始释放时，让轻杆水平
B．支架处地面与B球落地处地面要在同一水平面上
C．杆的硬度尽量高
D．在同一高度多次释放A球的前提下，取B球的平均落点，然后测量x
E．尽量减小转轴O处的摩擦力
F．尽量减小B球的质量
(3)在轻杆从水平状态无初速释放的前提下，结合上述测定的物理量，可求系统重力势能减少量为________，动能增加量为________，正常情况下会出现前者________(填“大于”或“小于”)后者．

◎ 答案

（1）BCD（2）ABCDE（3）(mALA－mBLB)g  、、大于；

◎ 解析


试题分析：（1）验证实验中A 、B两球系统的机械能守恒，应先找出A、B两球初、始状态对应的机械能，与轻杆转动时间无关，所以B、C、D三项正确。（2）A项满足h0=h,B项可以保证测量操作容易控制，且便于计算重力势能的变化量，C项避免弹性势能的参与，D项是多次测量求平均值，E项减小摩擦力进而减少机械能向内能的转化，F项中B球应当尽量选用密度大的，以减小空气阻力，而与质量无关，所以ABCDE均正确。（3）轻杆从水平状态无初速释放，转到竖直位置过程中，A球重力做正功，B球重力做负功，且B球脱离勺形槽后做平抛运动，所以系统势能的减少量为(mALA－mBLB)g，动能的增加量为,,联立求解得动能的增加量为，因为有阻力，所以势能减小量一般大于动能增加量。
点评：需要对机械能守恒的条件，意义有深刻的认识，并且考虑到有机械能的损失而转化为内能。

◎ 知识点

    专家分析，试题“科技活动小组成员利用暑假进行社会实践活动时，发现可以利用古代抛石机的模型来验证机械能守恒定律，其原理如图所示．图中O为转轴，A球固定于杆上且质量为mA，B球放在勺形槽内…”主要考查了你对  【实验：探究小车速度随时间变化的规律】，【实验：探究弹力与弹簧伸长的关系】，【实验：探究加速度与力、质量的关系】，【实验：探究功与速度变化的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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