时间:2019-03-15 17:59:48
1、填空题 （1）利用图（a）装置可以测量重锤下落的加速度的数值．如图（b）所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为S0，点A、C间的距离为S1，点C、E间的距离为S2，交流电的周期为T，则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为：a=______．
（2）在“验证机械能守恒定律”的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，我们可以通过该实验装置测定该阻力的大小．若已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是______（写出名称和符号），重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小F=______．
参考答案：（1）根据在匀变速直线运动中，连续相当时间内的位移差等于常数即△x=aT2有：
s2-s1=a×(2T)2=a×4T2
所以解得：a=(S2-S1)4T2
故答案为：(S2-S1)4T2．
（2）重锤下落过程中，受到重力和阻力作用，根据牛顿第二定律得：mg-f=ma? ①，
所以要想测量阻力的大小，还应该测量重锤的质量m，
将a=(S2-S1)4T2带入①得：F=mg-m(S2-S1)4T2．
故答案为：重锤质量m；F=mg-m(S2-S1)4T2．
本题解析：
本题难度：一般
2、实验题 在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示。其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50 Hz。该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中（单位：cm） 
（1）这五个数据中不符合有效数字读数要求的是________（填A、B、C、D或E）点读数。（2）该同学用重锤在OC段的运动来验证机械能守恒，OC距离用h来表示，他用
计算与C点对应的重锤的瞬时速度，得到动能的增加量，这种做法_________（填“对”或“不对”）。
（3）若O点到某计数点的距离用h表示，重力加速度为g，该点对应重锤的瞬时速度为v，则实验中要验证的等式为__________。
（4）若重锤质量m=2.00×10-1 kg，重力加速度g=9.80 m/s2，由图中给出的数据，可得出从O点到打下D点，重锤重力势能的减少量为__________J，而动能的增加量为________J（均保留三位有效数字）。
参考答案：（1）B
（2）不对
（3）
=gh
（4）0.380；0.376
本题解析：
本题难度：一般
3、填空题 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1.0kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g=9.80m/s2，（结果取3位有效数字）．那么：
（1）纸带的______端（选填“左”或“右’）与重物相连；
（2）根据图上所得的数据，应取图中O点和______点来验证机械能守恒定律；
（3）从O点到所取点，重物重力势能减少量△Ep=______J，动能增加量△Ek=______J；
（4）实验的结论是______．
参考答案：（1）从纸带上可以看出0点为打出来的第一个点，速度为0，重物自由下落，初速度为0．
所以纸带的左端应与重物相连．
（2）根据图上所得的数据，应取图中O点和B点来验证机械能守恒定律，因为B点的瞬时速度比较方便测量．
（3）重力势能减小量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.28 J=2.74J．
利用匀变速直线运动的推论
vB=xACtAC=(0.3280-0.2350)m2×0.02S=2.33m/s
EkB=12mvB2=2.71 J
△Ek=EkB-0=2.71 J
在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
故答案为：（1）左
（2）B
（3）2.74，2.71，在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 图甲是“利用自由落体运动验证机械能守恒”的实验装置．让质量为m的重物自由下落，打出一条较为理想的纸带，O为打点计时器在纸带上打出的第一个点，选取纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E，并测量出OA间的距离为s1，AC间的距离为s2，CE间的距离为s3，如图乙所示．已知打点计时器使用的交流电频率为f，请你回答：（当地重力加速度g）
（1）在固定打点计时器时，应将其平面处于______?平面内．
（2）手持纸带保持竖直方向，使重物静止在靠近打点计时器的地方．接着要完成的是“A、放开纸带”和“B、接通电源”，这两个环节首先应该完成______（填字母）．
（3）与重物相连接的是图乙中纸带的______端（选填“左”或“右”），打点计时器从打A点到打E点，重物运动的时间为______．
（4）打点计时器从打第一个点O点到打C点的过程中，重物的重力势能的减少量为△Ep=______计时器在打O点和C点的这段时间内，重物的动能增加量为△Ek=______．本实验误差的主要来源有______，______（试举出两条）．
参考答案：（1）若打点计时器没有固定在竖直平面内，物体不可能做自由落体运动，在不能用此装置验证机械能守恒．
故答案为：竖直．
（2）开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重物，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差．故选B．
故答案为：B．
（3）物体做加速运动，纸带上的点从左到右间距越来越大，因此重物相连接的是图乙中纸带的左端，打点周期为1f，因此从打A点到打E点，重物运动的时间为4f．
故答案为：左；4f．
（4）根据重力势能的定义式得：
重力势能减小量：△Ep=mgh=mg（s1+s2）
利用匀变速直线运动的推论得C点的速度为：
vC=(s2+s3)4T=f(s2+s3)4
△EK=12mv2C=m(s2+s3)2f232
实验误差的主要来源有：纸带与打点计时器之间有摩擦；测量间隔距离有误差；重物下落受到空气阻力交流电频率波动，长度测量，数据处理方法等．
故答案为：mg（s1+s2）；m(s2+s3)2f232；空气阻力，交流电频率波动．
本题解析：
本题难度：一般
5、填空题 如图所示，是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置，请回答下列问题：
（1）从下列器材中选出实验所必须的，其编号为______．
A．打点计时器（含纸带）；?B．重锤；?C．天平；D．毫米刻度尺；?E．秒表．
（2）实验中产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时的摩擦阻力，使重锤获得的动能往往______它所减小的重力势能（填大于、小于或等于）．
（3）如果以
| v2 2 |
| v2 2 |
参考答案：（1）A、打点计时器（含纸带）必须的，
B、重锤，必须的，
C．天平；因为我们是比较mgh、mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平．
D．毫米刻度尺，必须的，用来测量计数点距离
E．秒表．不需要，打点计时器本身可以计算时间．
故选ABD
（2）由于纸带通过时受到较大的阻力和重锤受到的空气阻力，重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能，所以重力势能的减小量明显大于动能的增加量．所以重锤获得的动能往往小于它所减小的重力势能．
故答案为：小于．
（3）根据机械能守恒可知mgh=12mv2，得出v22=gh，因此v22-h图线的斜率为：重力加速度．
故答案为：重力加速度．
本题解析：
本题难度：简单