
小明同学探究机械能守恒定律,实验装置如图。实验时,将小钢球在斜槽上某位置A由静止释放,钢球沿斜槽通过末端O处的光电门,光电门记录下钢球的遮光时间t。用游标卡尺测出钢球的直径d,由得出其通过光电门的速度v,再计算出动能增加量
。用刻度尺测得钢球下降的高度h,计算出重力势能减少量
。
(1)安装实验装置的操作有:
①在斜槽末端安装光电门 ②调节斜槽在竖直平面内
③调节斜槽末端水平 ④将斜槽安装到底座上
其合理的顺序是__________(选填“A”“B”或“C”)。
A. ①②③④ B. ④②③① C. ④①②③
(2)测量钢球直径的正确操作是图中__________(选填“甲”或“乙”)所示的方式。
(3)在斜槽上5个不同的位置由静止释放钢球。测量得出的实验数据见表1。已知钢球的质量,重力加速度
。请将下表的数据补充完整。
表1
4.00 | 5.00 | 6.00 | 7.00 | 8.00 | |
4 | 6.25 | 7.45 | 8.78 | 10.0 | |
7.84 | 9.80 | 11.8 | 13.7 | _______ |
(4)实验数据表明,明显小于
,钢球在下降过程中发生机械能的损失。小明认为,机械能的损失主要是由于钢球受到的摩擦力做功造成的。
为验证此猜想,小明另取一个完全相同的斜槽按下图平滑对接。若钢球从左侧斜槽上A点由静止释放,运动到右侧斜槽上,最高能到达B点,A、B两点高度差为H.则该过程中,摩擦力做功大小的理论值__________(用m、g、H表示)。
(5)用上图的装置,按表1中所列部分高度h进行实验,测得摩擦力做功大小。由于观察到H值较小,小明认为,AO过程摩擦力做功近似等于AB过程的一半,即
。然后通过表1的实验数据,计算出AO过程损失的机械能
。整理相关数据,见表2。
表2
4.00 | 5.00 | 6.00 | 7.00 | |
2.94 | 3.55 | 4.35 | 4.92 | |
0.98 | 1.08 | 1.18 | 1.27 |
上表中与
相差明显。小明认为这是由于用
近似计算
不合理。你是否同意他的观点?______________请根据表2数据简要说明理由。______________
【答案】(1)B (2)甲
(3)15.7 (4)mgH
(5) ①. 同意 ②. 小球减小的重力势能有一部分转化为小球的转动动能,相差很大的原因是小球的转动动能没有计入
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