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探究小組利用傳感器研究小球在擺動過程中的機(jī)械能守恒規(guī)律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．在懸點(diǎn)處裝有拉力傳感器，可記錄小球在擺動過程中各時刻的拉力值．小球半徑、擺線的質(zhì)量和擺動過程中擺線長度的變化可忽略不計(jì)．實(shí)驗(yàn)過程如下：
（1）測量小球
質(zhì)量m
質(zhì)量m
，擺線
長度l
長度l
；（物理量符號）
（2）將小球拉離平衡位置某一高度h處無初速度釋放，在傳感器采集的數(shù)據(jù)中提取最大值為F，小球擺到最低點(diǎn)時的動能表達(dá)式為
1
2
（F-mg）l
1
2
（F-mg）l
（用上面給定物理量的符號表示）；
（3）改變高度h,重復(fù)上述過程，獲取多組擺動高度h與對應(yīng)過程的拉力最大值F的數(shù)據(jù)，在F-h坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線，通過描點(diǎn)連線，發(fā)現(xiàn)h與F成
線性
線性
關(guān)系（“線性”或“非線性”），證明小球擺動過程中機(jī)械能守恒．

【考點(diǎn)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

【答案】質(zhì)量m；長度l；

（F-mg）l；線性

【解答】

【點(diǎn)評】

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發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：21引用：1難度：0.7

相似題

1．阿特伍德機(jī)是英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，常用來研究勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律?，F(xiàn)對該裝置加以改進(jìn)，利用改進(jìn)后的裝置（如圖所示）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。輕繩兩端系著質(zhì)量均為M的重物A（含擋光片）、B（含掛鉤），物塊B上放一質(zhì)量為m的金屬片C，鐵架臺上固定一金屬圓環(huán)，圓環(huán)處在物塊B的正下方，金屬片C不能穿過圓環(huán)而B可以穿過，金屬片C到圓環(huán)的高度為h,固定在A上的擋光片到光電門的豎直距離也為h,擋光片的寬度d。
（1）為了完成實(shí)驗(yàn)還需要記錄或測量的物理量是
。
A．物塊B運(yùn)動到圓環(huán)處的時間t
B．擋光片到圓環(huán)的豎直距離l
C．剛剛釋放時物塊AB之間的距離Δh
D．擋光片穿過光電門的時間Δt
（2）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，改變物塊B的初始位置，使物塊B從不同的高度由靜止下落穿過圓環(huán)，記錄每次金屬片C與圓環(huán)間的高度h以及擋光片穿過光電門的時間Δt,通過描點(diǎn)作圖，為了得到一條過原點(diǎn)的直線，則應(yīng)該繪制的圖像是
（選填“h-Δt”、“
h
-
1
Δ
t
”、“
h
-
1
（
Δ
t
）
2
”），則該直線的斜率k=
（用字母m、g、M、d表示）。
發(fā)布：2024/11/1 8:0:2組卷：107引用：1難度：0.4
解析
2．如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機(jī)，是英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德（G，Atwood1746-1807）創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，用來研究勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律．某同學(xué)對該裝置加以改進(jìn)后用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，如圖乙所示．
（1）實(shí)驗(yàn)時，該同學(xué)進(jìn)行了如下步驟：
①將質(zhì)量均為M（A的含擋光片、B的含掛鉤）的重物用繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，測量出
（填“A的上表面”、“A的下表面”或“擋光片中心”）到光電門中心的豎直距離h.
②在B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C，讓系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）中的物體由靜止開始運(yùn)動，光電門記錄擋光片擋光的時間為Δt.
③測出擋光片的寬度d,計(jì)算有關(guān)物理量，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
（2）如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為
（已知重力加速度為g）
（3）引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的原因有
（寫一條即可）．
（4）驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，該同學(xué)突發(fā)奇想：如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機(jī)械能守恒，不斷增大物塊C的質(zhì)量m,重物B的加速度a也將不斷增大，那么a與m之間有怎樣的定量關(guān)系？a隨m增大會趨于一個什么值？請你幫該同學(xué)解決：
①寫出a與m之間的關(guān)系式：
（還要用到M和g）；
②a的值會趨于
．
發(fā)布：2024/11/1 8:0:2組卷：2引用：1難度：0.7
解析
3．如圖（a）所示的裝置叫阿特伍德機(jī)，是英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，用來研究勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律。某同學(xué)對該裝置加以改進(jìn)后用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，如圖（b）所示。實(shí)驗(yàn)時，該同學(xué)進(jìn)行了如下步驟：
a.將質(zhì)量均為M（A的含擋光片）的重物用輕質(zhì)細(xì)繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，測量出A上擋光片中心到光電門中心的豎直距離h。
b.在B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C，讓系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）中的物體由靜止開始運(yùn)動，光電門記錄擋光片擋光的時間為Δt。
c.測出擋光片的寬度d,計(jì)算重物運(yùn)動的速度v。
d.利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
（1）步驟c中，計(jì)算重物的速度v=
（用實(shí)驗(yàn)中字母表示），利用這種方法測量的速度總是比擋光片中心通過光電門中心的實(shí)際速度
（選填“大”或“小”），為使v的測量值更加接近真實(shí)值，減小系統(tǒng)誤差，可采用的合理的方法是
。
A．減小擋光片寬度d
B．減小擋光片中心到光電門中心的豎直距離h
C．將光電門記錄擋光時間Δt的精度設(shè)置得更高些
D．將實(shí)驗(yàn)裝置更換為紙帶和打點(diǎn)計(jì)時器
（2）步驟d中，如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系為
（已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,用實(shí)驗(yàn)中字母表示）。
（3）某次實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)重力勢能減少量小于系統(tǒng)動能增加量，造成這個結(jié)果的原因可能是
。
A．繩子、滑輪并非輕質(zhì)而有一定質(zhì)量
B．滑輪與繩子之間產(chǎn)生滑動摩擦
C．計(jì)算重力勢能時g的取值比實(shí)際值偏大
D．掛物塊C時不慎使B具有向上的初速度
發(fā)布：2024/11/1 8:0:2組卷：59引用：3難度：0.5
解析

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