时间:2018-10-02 04:46:36
1、简答题 某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．
（1）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？______．
（2）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=______cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.2×10-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为______m/s．在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、______和______（文字说明并用相应的字母表示）．
（3）本实验通过比较______和______在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．
参考答案：（1）当气垫导轨接通电源后，导轨可以认为是光滑的，判断是否水平的方法是：接通电源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止，则说明导轨是水平的（或轻推滑块，滑块能基本做匀速直线运动）．
（2）游标卡尺主尺读数为0.5cm，游标尺上第2个刻度与主尺上某一刻度对齐，则游标读数为2×0.1=0.2mm=0.02cm，所以最终读数为：0.5cm+0.02cm=0.52cm；
由于遮光条通过光电门的时间极短因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度，因此滑块经过光电门时的瞬时速度为：v=dt=0.43m/s
根据实验原理可知，该实验中需要比较重力势能的减小量和动能的增加量是否相等即可判断机械能是否守恒，故需要测量的物理量为：滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s，滑块的质量M．
（3）钩码和滑块所组成的系统为研究对象，其重力势能的减小量为mgs，系统动能的增量为：12(m+M)(d△t)2，因此只要比较二者是否相等，即可验证系统机械能是否守恒．
故答案为：（1）接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止，则说明导轨是水平的（或轻推滑块，滑块能基本做匀速直线运动）．
（2）0.52；?0.43；滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s；滑块的质量M；
（3）mgs；?12(m+M)(d△t)2
本题解析：
本题难度：一般
2、填空题 如图甲是某同学验证《机械能守恒定律》的实验及打出的一条纸带的一部分：
（1）打出的纸带如图乙所示，实验时纸带的______端应和重物相连接．（选填“左”或“右”）
（2）在实验中，该同学发现重锤减少的势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的原因是______
A．选用的重锤质量过大B．选用的重锤质量过小
C．空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
D．实验时操作不够细，实验数据测量不准确
（3）已知打点计时器的周期为0.02s，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，图中数字为各点距起点O的距离，设重锤为m=0.1kg，当打点到B时，重锤的重力势能减少了0.191J，动能增加了0.190J，据此可以得出的结论是：______．
参考答案：（1）重锤拉着纸带做加速运动，相等时间内的位移越来越大，知实验时纸带的左端与重物相连接．
（2）在实验中，该同学发现重锤减少的势能总是大于重锤增加的动能，原因是空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力做功消耗了一部分能量．故选：C．
（3）当打点到B时，重锤的重力势能减少了0.191J，动能增加了0.190J，据此可以得出的结论是在误差允许的范围内机械能守恒．
故答案为：（1）左（2）C，（3）在误差允许的范围内机械能守恒．
本题解析：
本题难度：简单
3、填空题 如图1所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．
（1）关于这一实验，下列说法正确的是______
A．重锤的质量不必测量
B．打点计时器应接低压直流电
C．应先接通电源打点，后释放纸带
D．需使用秒表测出重物下落的时间
（2）选用实验中得出的一条纸带来验证机械能守恒定律．图2中O点为起始点，A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点，F点是第n个点．设相邻点间的时间间隔为T，下列表达式可以用本实验中计算F点速度vF的是______
A．vF=g（nT）B.vF=
| 2ghn |
| hn+1-hn-1 2T |
| xn+1-xn-1 2T |
参考答案：（1）A、因为要验证mgh=12mv2，两边的质量m可以消掉，所以可以不必测量重物质量，故A正确；
B：打点计时器应接交流电源，故B错误；
C、打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，故C正确；
D、可以用打点计时器计算时间，不需要秒表，故D错误；
故选：AC
（2）根据某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度得：
F点的瞬时速度：vF=hn+1-hn-12T，故C正确．
故选：C
本题解析：
本题难度：简单
4、实验题 如图为利用气垫导轨（滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略）“验证机械能守恒定律”的实验装置，完成以下填空。 
实验步骤如下：
①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平；
②测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s；
③将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2；
④读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间Δt1和Δt2；
⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m；
⑥滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为Ek1=_____________和Ek2=_____________；
⑦在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少ΔEp=_____________；（重力加速度为g）
⑧如果满足关系式_____________，则可认为验证了机械能守恒定律。
参考答案：
，
，mgs，ΔEp= Ek2－Ek1
本题解析：
本题难度：困难
5、填空题 “验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的（甲）或（乙）方案来进行．
（1）比较这两种方案，______（填“甲”或“乙”）方案好些．
（2）如图是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图中所示，已知相邻两个计数点之间的时间间隔T=0.1s．物体运动的加速度a=______；该纸带是采用______（填“甲”或“乙”）实验方案得到的．
参考答案：解；（1）乙装置中小车与斜面存在摩擦，会产生较大误差．故甲方案好些．
（2）由于相邻的计数点位于之差不等，采用逐差法求解加速度．
根据运动学公式得：△x=at2，
a=(xDE+xCD)-(xAB+xBC)4t2=4.8m/s2
该纸带是采用乙实验方案得到的．因为物体运动的加速度比重力加速度小很多．
故答案为：（1）甲
（2）a=4.8m/s2，乙
本题解析：
本题难度：一般