时间:2019-03-16 02:27:47
1、实验题 利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验。
(1)在验证机械能守恒定律的试验中，没有必要进行的操作是____________。?
A．用天平测重物的质量
B．用秒表测重物下落的时间
C．用打点计时器记录重物下落的信息
D．用纸带记录测量重物下落的高度
(2)该实验所用打点计时器的电源频率为50Hz，A、B、C为纸带中选取的三个计数点，每两个计数点之间还有4个点未画出，则每两个计数点之间的时间间隔T=____________s，打点计时器在打下计数点B时，物体的下落速度为vB=____________ m/s。（小数点后保留两位有效数字）
(3)由于该实验中存在阻力做功，所以实验测得的重物的重力势能的减少量____________动能的增加量（选填“<”，“>“=”）。
参考答案：(1)AB
(2)0.1，1.96?
(3)>
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 （1）①某同学用如图1所示的装置来探究机械能守恒定律：实验中，得到了甲、乙、丙三条实验纸带，如图2所示，则应选______纸带好．
在实验中若所用重物的质量为l.00kg，当地的重力加速度为g=9.80m/s2，在某次实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图3所示，把第一个点记作0，另选取连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A，B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm，70.18cm，77.76cm、85.73cm．
②根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于______J，动能的增加量等于______J（取三位有效数字）．
③由以上的计算结果可看出，重物由O点运动到C点，重力势能的减少量______于动能的增加量，试简单阐述造成这一结果的两个理由______、______．
（2）用如图甲所示的装置，来验证碰撞过程中的动量守恒．图中PQ是斜槽，QR为水平槽．O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，A、B两球的质量之比mA：mB=3：1．先使A球从斜槽上固定位置G由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次，得到10个落点．再把B球放在水平槽上的末端R处，让A球仍从位置G由静止释放，与B球碰撞，碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复10次．A、B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图乙所示，其中米尺的零点与O点对齐．
①碰撞后A球的水平射程应取______cm．
②本实验巧妙地利用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度．下面的实验条件中，可能不能使小球飞行的水平距离表示为水平速度的是______．
A．使A、B两小球的质量之比改变为5：1
B．升高固定点G的位置
C．使A、B两小球的直径之比改变为1：3
D．升高桌面的高度，即升高R点距地面的高度
③利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为______．（结果保留三位有效数字）
参考答案：（1）①自由落体运动的前0.02s的位移位移：x=12gt2=12×9.8×0.022m=1.98mm≈2mm，
为保证初速度为零，要选第一、二点间距接进2mm的纸带，故选甲纸带；
②重力势能减小量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.7776J=7.62J．
利用匀变速直线运动的推论得：
vC=xBDTBD
△Ek=EkC=12mvC2=7.57J
③重物减小的重力势能总大于重物增加的动能，其主要原因是纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力．
（2）①A小球和B小球相撞后，B小球的速度增大，A小球的速度减小，碰撞前后都做平抛运动，高度相同，所以运动时间相同，所以速度大的水平位就大，而碰后A的速度小于B的速度，所以碰撞后A球的落地点距离O点最近，所以碰撞后A球的水平射程应取14.50cm．?
②只有当小球做平抛运动时才能用水平位移表示为水平速度，
A、改变小球的质量比，小球碰撞后仍然做平抛运动，可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度；
B、升高固定点G的位置，小球碰撞后仍然做平抛运动，可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度；
C、使A、B两小球的直径之比改变为1：3，小球的球心不在同一高度，碰撞后小球的速度不在水平方向，不能做平抛运动，不可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度；
D、升高桌面的高度，即升高R点距地面的高度，小球碰撞后仍然做平抛运动，可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度；
故选C
③碰撞前A球做平抛运动的水平位移为x1=30cm，碰撞后A球做平抛运动的水平位移为x2=14.5cm，碰撞后B球做平抛运动的水平位移为x3=45cm
设运动的时间为t，则碰撞前的动量为：mAx1t，碰撞后总动量为：mAx2t+mBx3t
所以碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为mAx1tmAx2t+mBx3t=1.01
故答案为：（1）①甲；②7.62，7.57；③大，由于空气的阻力、纸带与打点计时器之间有摩擦．
（2）①14.50；②C；③1.01．
本题解析：
本题难度：一般
3、实验题 在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如下。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm)。
（1）这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_____?（填“OA”、“OB”或“OC”）；
（2）该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，则该段重锤重力势能的减少量为_______，而动能的增加量为________，(均保留3位有效数字，重锤质量用m表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_________________。 
参考答案：（1）OC?
（2）1.22m；1.20m；因为有阻力做功，减少的重力势能一部分转化为内能
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 不定项选择
在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样造成的结果是( ? )
A．
B．
C．
D．以上都有可能
参考答案：A
本题解析：
本题难度：简单
5、填空题 （1）下面是某同学做“验证机械能守恒”实验中的部分实验步骤，请完成填空部分：
①将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器；
②用手握着纸带，让重物静止地靠近打点计时器，然后先______再______，让重物自由落下，纸带上打下一系列点．
③从几条打下点的纸带中挑选第一、二点间距离接近2mm，且点迹清楚的纸带进行测量，测出一系列各计数点到第一个点的距离h1、h2…，算出______．
④据公式?vn=
| hn+1-hn-1 2T |
参考答案：（1）为了在纸带上打出更多的点，提高纸带的利用率，在实验过程中先接通电源，后释放纸带，然后根据纸带上打出的点，可以求出重物在做自由落体过程中的重力势能减少和动能的增加量，从而验证机械能是否守恒．
故答案为：②接通电源，释放纸带，③重物在做自由落体过程中的重力势能减少，④动能增加量．
（2）重力势能的减小量为：mgh=2.81J，由于打点周期为0.02s，因此每打两点的时间是0.04s．
故答案为：2.81J，0.04s．
本题解析：
本题难度：简单