
(2023·陕西·一模)某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律,实验装置如图所示。弹簧的劲度系数为,原长为
,钩码的质量为
。已知弹簧的弹性势能表达式为
,其中
为弹簧的劲度系数,
为弹簧的形变量,当地的重力加速度大小为
。
(1)在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置,测得此时弹簧的长度为。接通打点计时器电源。从静止释放钩码,弹簧收缩,得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图所示,纸带上相邻两点之间的时间间隔均为
,(在误差允许范围内,认为释放钩码的同时打出A点),且
非常小。从打出A点到打出
点时间内,钩码的机械能增加量为 ,弹簧的弹性势能减少量为 。(结果用题中给出的字母表示)
(2)利用计算机软件对实验数据进行处理,得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度的关系,如图所示。由图可知,随着
增加,两条曲线在纵向的间隔逐渐变大,主要原因是
A.纸带与打点计时器之间存在摩擦力
B.钩码和纸带运动速度增大,空气阻力变大
C.弹簧形变量越来大,使得弹性势能减少越来越快
D.此过程物块加速度变小,使得动能增加越来越慢
【答案】
AB
【知识点】验证机械能守恒定律的实验目的
、原理与器材
、验证机械能守恒定律的实验步骤与数据处理
、验证机械能守恒定律的注意事项和误差分析
该题有详细解析可以查阅
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