时间:2019-06-29 05:25:04
1、实验题 “用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，用光电门测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度（实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认），求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能与动能转化时的规律。 
（1）实验时，把? 点作为零势能点，光电门应分别放在?点上，以便分别测出小球经过这些点时的速度。
（2）实验测得D点的机械能明显偏小，造成这个误差的原因可能是? 。
A．摆锤释放的位置高于A点?
B．摆锤释放的位置在AB之间
C．摆锤在A点不是由静止释放的
D．光电门没有放在D点
参考答案：（1）D；BCD
（2）BD
本题解析：
本题难度：一般
2、实验题 在用自由落体运动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图。其中O点是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位cm）．已知打点计时器电源频率为50Hz，重锤质量为m=2kg，当地重力加速度g=9.80m/s2。
参考答案：（1）纸带的第一个点O为纸带的起始点，2
（2）2.43，2.40，大于，重锤拉着纸带落下时受到了阻力
（3）C
本题解析：
本题难度：困难
3、简答题 与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况是常用的计时仪器．如图（甲）所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置．现利用如图（乙）所示的装置验证“机械能守恒定律”．方法是：在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连，连接好1、2两个光电门．在图示位置释放滑块后，光电计时器记录下滑块上的遮光板先后通过两个光电门的时间分别为△t1、△t2．已知滑块（含遮光板）质量为M、钩码质量为m、两光电门间距为s、遮光板宽度为L（L远远小于s）、当地的重力加速度为g．
（1）计算滑块上的遮光板先后通过两个光电门时的瞬时速度的表达式：v1=______，v2=______（用题目中给定的字母表示）
（2）本实验中验证机械能守恒的表达式为______（用题目中给定的字母表示）
参考答案：滑块通过光电门1的瞬时速度v1=L△t1，通过光电门2的瞬时速度v2=L△t2．
系统重力势能的减小量为mgs，系统动能的增加量为12(M+m)(L△t2)2-12(M+m)(L△t1)2．
则验证的机械能守恒的表达式为mgs=12(M+m)(L△t2)2-12(M+m)(L△t1)2．
故答案为：（1）v1=L△t1，v2=L△t2．
（2）mgs=12(M+m)(L△t2)2-12(M+m)(L△t1)2．
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 某同学设计图甲所示实验验证物块A、B组成的系统机械能守恒．物块B装有一宽度很小的挡光片，测得挡光片宽度为d，A和B（含挡光片）的质量分别为m1和m2．系统由静止释放，当挡光片通过光电门（固定光电门的装置未画出）时，可通过计算机系统记录挡光时间△t．改变挡光片到光电门的距离h，重复实验，采集多组数据（A未碰到滑轮）．
（1）若某次记录的挡光时间为△t1则挡光片到达光电门处时B的速度大小为______．
（2）该同学设想：若根据采集到的数据能得到图乙所示的直线，就能说明物块A、B组成的系统机械能守恒，按照这个设想，图线的纵坐标可以是______（选填“△t”、“△t2”、“
| 1 △t |
| 1 △t2 |
参考答案：（1）B经过光电门时的瞬时速度可近似认为是B经过光电门的平均速度
挡光片到达光电门处时B的速度大小为v=d△t，
（2）m1、m2组成的系统为研究对象，
动能的增加量△Ek=12（m1+m2）v2=12（m1+m2）(d△t)2
重力势能的减小量△Ep=（m2-m1）gh
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．
即12（m1+m2）(d△t)2=（m2-m1）gh
所以按照这个设想，图线的纵坐标可以是1△t2，即1△t2=2(m2-m1)g(m1+m2)d2h
k=2(m2-m1)g(m1+m2)d2
所以重力加速度的大小g为kd2(m2+m1)2(m2-m1)?．
（3）在实际运动过程中系统动能的增加量△EK小于系统势能的减少量△Ep，指出产生这个系统误差除空气阻力外的两个原因：绳和滑轮有摩擦，绳有一定的质量．
故答案为：（1）d△t
（2）1△t2，kd2(m2+m1)2(m2-m1)?
（3）绳和滑轮有摩擦，绳有一定的质量
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 在验证机械能守恒定律的实验中，下列说法正确的是 （ ）
A．要用天平称重锤质量
B．选用质量大的重锤可减少实验误差
C．实验结果总是动能增加略小于重力势能的减少
D．实验结果总是动能增加略大于重力势能的减少．
参考答案：BC
本题解析：
本题难度：简单