高考物理一轮复习讲义微练22　实验7验证机械能守恒定律

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1.(2025·抚州模拟)在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图甲所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图乙所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。
甲
(1)为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的。理由是 阻力与重力之比更小 。
(2)已知交流电频率为50 Hz，重物质量为200 g，当地重力加速度g=9.80 m/s2，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值|ΔEp|= 0.547 J，C点的动能EkC= 0.588 J。(均保留3位有效数字)。
(3)比较EkC与|ΔEp|的大小，出现这一结果的原因可能是 B (填选项字母)。
A.工作电压偏高
B.接通电源前释放了纸带
C.存在空气阻力和摩擦力
解析 (1)为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的。理由:体积和形状相同时，密度大的重物受到的重力大，重物下落过程受到的空气阻力和摩擦阻力相对于重力的比例更小，即可以减小空气阻力和摩擦阻力的影响。
(2)由题图乙可知OC之间的距离为xOC=27.90 cm，因此重力势能的减少量为|ΔEp|=mgxOC=0.2×9.8×0.279 J=0.547 J。匀变速运动时间中点的速度等于这段时间的平均速度，因此vC=xBD2T=0.330-0.2332×0.02 m/s=2.425 m/s，因此动能的增加量EkC=12mvC2=12×0.2×2.425×2.425 J=0.588 J。
(3)比较ΔEkC与|ΔEp|的大小，ΔEkC>|ΔEp|，出现这一结果的原因可能是接通电源前释放了纸带，可导致ΔEkC>|ΔEp|，B项正确；工作电压偏高，对实验不产生影响，A项错误；存在空气阻力和摩擦力会导致ΔEkC