时间:2019-03-16 02:27:47
1、填空题 在用自由落体做“验证机械能守恒定律”实验中，纸带上打出的点如图所示．若重物的质量为mkg，图中点P为打点计时器打的第一个点，则从起点P到打下点B的过程中，重物重力势能的减少量△Ep=________J，重物动能的增加量△Ek=_________ J，产生实验误差的主要原因是______________ ．（打点计时器的打点周期为0. 02 s）(g=9.8m/s2) 
参考答案：0. 49m；0.48m；阻力做负功
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验中，得到一条点迹清晰的纸带，实验器材及打出的纸带如图10所示．已知打点计时器打点周期为0.02s，当地重力加速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg．把纸带中第一个点记作O，另选4个点A、B、C、D为计数点，各计数点间均有一个点没有画出．经测量知道A、B、C、D各点到O的距离分别为13.40cm、19.50cm、28.95cm、38.15cm．重物由O点运动到C点，根据以上数据计算：
（1）重物的重力势能减少量；
（2）重物的动能增加量；
（3）由计算结果得到什么结论？并分析产生误差可能的原因是什么？（各项计算结果均取3位有效数字）
参考答案：（1）由O点到C点的距离为0.2895m，重物的重力势能减少：
△EP=mghOC=2.84J
答：重物的重力势能减少量为：2.84J．
（2）在匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：
vC=sBD2T=2.331m/s
由O点到C点重物的动能增加：
△Ek=12mv2C=2.72J
答：重物的动能增加量为：2.72J．
（3）在误差范围内，重物减少的重力势能等于增加的动能．产生误差的原因有很多，如：①重物下落受到阻力作用，必须克服摩擦力、空气阻力等做功；
②长度测量不准．
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 如图甲所示是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平．回答下列问题：
（1）为完成此实验，除以上的器材，还需要的器材有______
A．毫米刻度尺
B．秒表
C．0～12V的直流电源
D．0～12V的交流电源
（2）在实验中打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s2，实验选用的重物质量m=1kg，纸带上打点计时器打下的连续计时点A、B、C到打下第一点O的距离如图乙所示，则从打下O点至B点的过程中，重物重力势能的减少量△Ep=______J，动能的增加量△Ek=______J．（计算结果均保留3位有效数字）
（3）通过计算发现，△Ep______△Ek（选填“小于”、“大于”或“等于”），这是因为______．
参考答案：（1）通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，打点计时器应该与交流电源连接，需要刻度尺测量纸带上两点间的距离，故BC错误，AD正确．
故选：AD．
（2）重力势能减小量△Ep=mgh=1×9.8×0.26m J=2.55J．
利用匀变速直线运动的推论得：
vB=xACtAC=0.3066-0.21722×0.02m/s=2.235m/s
EkB=12mvB2=12×1×2.2352J=2.50J
（3）通过计算可知动能的增加量小于重力势能的减小量，其原因是物体在下落过程中克服摩擦阻力做功，导致重力势能没有完全转化为动能．
故答案为：（1）AD；（2）2.55；2.50；（3）大于；重物下落过程中受到摩擦阻力作用．
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 （1）图中可动的游标尺上总共是20个小格，则此游标卡尺的精度为______mm，游标尺上每一小格的长度是______mm，读数为______cm．
（2）某同学用如图所示装置测量自由落体中的重力加速度g，所用交流电频率为50Hz．在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所测量数据及其标记符号如题图所示．该同学用两种方法处理数据（T为相邻两计数点的时间间隔）：
方法A：由g1=
| s2-s1 T2 |
| s3-s2 T2 |
| s6-s5 T2 |
| s4-s1 3T2 |
| s5-s2 3T2 |
| s6-s3 3T2 |
参考答案：（1）游标尺上总共是20个小格长19mm，每一格0.95mm，与主尺上的一格相差0.05mm，所以精确度为0.05mm．主尺读数为42mm，游标读数为0.05×9mm=0.45mm，所以最终读数为42.45mm=4.245cm．
故答案为：（1）0.05；?0.95；?4.245
（2）①打点计时器是使用交流电源的仪器，操作步骤中应是先接通电源后释放纸带；
②方法A中，求重力加速度的平均值，正好S2、S3、S4、S5相约掉，因此S1、S6对实验结果有影响；
而方法B中，求重力加速度的平均值，是后三段减前三段，故S1、S2、S3、S4、S5、S6对实验结果有影响．
B方案较合理，因为长度越长测量越接近准确值，而B方案中是用后三段减去前三段的．
③本实验误差的主要来源是重物下落过程中受到空气阻力，长度测量产生误差
故答案为：①交流，先接通电源后释放纸带?
②S1、S6；?S1、S2、S3、S4、S5、S6；B更合理；偶然．
③重物下落过程中受到阻力；?S1、S2、S3、S4、S5、S6长度测量．
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出五系列的点，如上图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s）：（g取9.8m/s2，结果保留二位有效数字）
（1）纸带的______（用字母表示）端与重物相连；
（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=______m/s；
（3）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=______J，此过程中物体动能增加量△Ek=______J；
（4）以h为横轴，v2/2为纵轴画v2/2-h图象为过原点的一条直线，其斜率为______．
（5）一般计算中△Ek小于△EP，原因是重物在下降过程中受到空气阻力和______．
参考答案：（1）物体做加速运动，因此点距越来越大，故纸带的P端与重物相连．
故答案为：P．
（2）中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：
vB=xAC2T=0.98m/s
故答案为：0.98．
（3）O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是：△EP=mghOB=0.49J；
因此动能的增量为：△EK=12mv2B=0.48J
故答案为：0.49，0.48．
（4）根据mgh=12mv2得：
v22=gh，因此在v22与h的图线为过原点的直线，斜率表示重力加速度的大小，由于物体下落的过程中不可避免的受到阻力作用，因此动能的增加量小于势能的减小量．
故答案为：重力加速度，纸带跟限位孔间的摩擦阻力．
本题解析：
本题难度：一般