Question

某同学用图甲所示装置探究机械能守恒定律。水平桌面边缘带有最小分度为厘米的刻度，一辆小车通过不可伸长的细线跨过小滑轮与钩码相连。起初小车静止桌面右端，车的左端刚好与桌面上10.0cm处刻度对齐，钩码到地面的距离大于小车到滑轮的距离。启动频闪摄影系统后，释放钩码，小车在钩码的牵引下，由静止开始沿水平桌面运动，图乙是实验中得到的频闪照片的一部分。已知小车质量M =200g，钩码质量m=50g，闪光频率f=10.0Hz，重力加速度g=9.80m/s²。

乙

⑴用x表示小车从静止起运动到A点过程中通过的位移，v_A表示小车运动至A点时的速度，若在误差允许的范围内，有公式                            成立(用题中所给字母表示)，就可说明在此过程中由小车和钩码组成的系统机械能守恒。

⑵由频闪照片上的数据，可得小车到达A位置时系统的动能E_K=      J，小车从静止开始运动到A位置的过程中，钩码减少的重力势能E_p=       J。(结果均保留三位有效数字）

⑶实验操作及测量均正确，经反复实验，数据几无变化。说明在此运动过程中系统机械能

　 　（填“守恒”或“不守恒”），得此实验结果的主要原因应是                    。

 

Answer 1

【答案】

⑴    (2分)⑵0.425-0.435   0.475-0.485     (每空2分)⑶不守恒，小车、钩码运动过程中受到的摩擦阻力较大（每空1分）

【解析】⑴由系统重力势能的减小量等于动能增大量可列出公式⑵A点速度可根据左右两个小车位置间的平均速度去求，从而求出动能，重力势能减小量为mgh⑶略