时间:2019-06-23 21:54:38
1、简答题 某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地重力加速度为g=9.80m/s2．实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图（b）所示．纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值．回答下列问题（计算结果保留3位有效数字）
（1）打点计时器打B点时，重物速度的大小vB=______m/s；
（2）通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律 ？简要说明分析的依据．
参考答案：（1）由v?t2=xt可知重物速度的大小v?B=h?C-h?A2T=(86.59-70.99)×0.012×0.02m/s=3.90m/s?
（2）设重物质量为m，OB对应的下落过程中，重力势能减少量为△E?p减=mghB=7.70m，动能增加量为△E?k增=12mv2B=7.61m，在误差允许范围内，可以认为相等，因此验证了机械能守恒定律．
故答案为（1）3.90
? （2）验证了机械能守恒定律，因为在误差范围内，重力势能减少量等于动能增加量．
本题解析：
本题难度：一般
2、实验题 如图所示，是用落体法验证机械能守恒定律的实验，某同学列举了该实验的几个主要步骤
①将打点计时器竖直安装在铁架台上；
②接通电源，再松开纸带，让重物自由下落；
③取下纸带，再换一条纸带，重复以上实验步骤；
④将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带使重物静止；
⑤选取一条理想纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1、h2、h3、...并计算出相应的瞬时速度V1、V2、V3 ...
⑥分别计算出
和mghn，在误差允许范围内，看是否相等。
(1)上述步骤中正确的顺序是?；
(2)在该实验中，若以
为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出
图线应是?，才能验证机械能守恒定律；图象
的斜率等于? 。
参考答案：(1)①④②③⑤⑥
(2)过原点的直线；g或重力加速度
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h．某班同学利用实验得到的纸带，设计了四种测量方案：
方案中只有一种正确，正确的是 （ ）
A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=
| 2gh |
| v2 2g |
参考答案：该实验是验证机械能守恒定律的实验．因为我们知道自由落体运动只受重力，机械能就守恒．如果把重物的实际运动看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证呢．
其中ABC三项都是运用了自由落体的运动规律求解的，故ABC错误．
故选D．
本题解析：
本题难度：一般
4、实验题 数字计时器的探头是由两个相距很近的光电门组成的，摆球依次经过两个光电门时，两次对光线的遮挡时间被记录下来，已知光电门的间距与该时间之比即为平均速度，可由与光电门相连的计算机计算并显示出来，因为两个光电门相距很近，所以，可以认为该平均速度为摆球经过光电门时的瞬时速度。你能利用该装置及必要的辅助器材来验证单摆的机械能是否守 恒吗？
参考答案：解：如图所示
选择D 点为零势能参考点
将光电门先后放在A，B，C，D各点上
分别测出各点的速度vA，vB，vC，vD
再测出各点与A点的高度差hA，hB，hC，hD
运用各点数据验证单摆的机械能是否守恒。
方法一：可以利用D( 或C，B) 点来验证，只要满足
就说明机械能守恒；
方法二：可以利用B，C两个点（或其他速度不为O的两个点的组合）
只要满足
即可说明机械能守恒．
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 如图所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的3个点A、B、C作为测量点．经测量知道A、B、C各点到点O的距离分别为15.55cm、19.20cm、23.23cm．根据以上数据可知，当打点计时器打B点时重物重力势能的减少量为______J，重物的动能为______J．（取3位有效数字）
参考答案：重力势能减小量△Ep=mgh=1×9.8×0.1920=1.88J．
在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：
vB=xAC2T=0.2323-0.15550.04=1.92m/s
△Ek=12mvB2=12×1×1.922J=1.84J
故答案为：1.88；1.84
本题解析：
本题难度：一般