时间:2019-07-11 04:03:29
1、实验题 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t，测出A、B之间的距离h。实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束。 
（1）为了验证机械能守恒，还需要测量下列哪些物理量_________。
A．A点与地面间的距离H
B．小铁球的质量m
C．小铁球从A到B的下落时间tAB
D．小铁球的直径d
（2）利用题中所给的已知量及（1）问中测得的物理量，表示小铁球通过光电门时的瞬时速度的表达式为v=______；如果下落过程中小球的机械能守恒，则
与h的关系式为
=__________。
参考答案：（1）D
（2）
；
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对图中纸带上的点痕进行测量．
即可验证机械能守恒定律
①下面列举了该实验的几个操作步骤
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上
C．用天平测出重锤的质量；
D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
其中没有必要进行的步骤是______，操作不当的步骤是______．
②利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度．如图2所示是打出的一条纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图2所示．使用电流的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a=______．（用x1、x2、x3、x4及f表示）
③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，其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小，若已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是______．
参考答案：①B：将打点计时器接到电源的“交流输出”上，故B错误，操作不当．
C：因为我们是比较mgh、12mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C没有必要．
故答案为：C，B．
②由题意可知，各个点之间的时间间隔为T=1f，五段位移可以将第一段位移舍掉，由逐差法得：
a=(x4+x3-x1-x2)f24．
故答案为：a=(x4+x3-x1-x2)f24．
③根据牛顿第二定律有：mg-f=ma，因此只有知道重锤的质量m，即可求出阻力大小．
故答案为：重锤的质量m．
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 在“验证机械能守恒定律”的实验中，得到一条打了点的纸带，如图甲所示，点a为释放纸带前打的点，b，c，d为连续的三个点，由此能否验证机械能守恒定律？若得到的纸带如图乙所示，a仍为释放纸带前打的点，c，d为连续的两个点，由此能否验证机械能守恒定律？若不能，分别说明理由；若能，分别说明需要测量的数据及数据的处理方法。
参考答案：答：图甲可以，图乙不可以。图乙中无法算出c点的瞬时速度，而图甲可以，图甲中量出a，c两个点的间距计为h，量出b，d两个点的间距，由
求得b点的速度，看mgh和
是否近似相等。
本题解析：
本题难度：一般
4、填空题 在《验证机械能守恒定律》的实验中，需直接测量的物理量是____________，间接测量的物理量是________________。
参考答案：重锤下落的高度h，重锤运动的速度v
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 某同学利用电磁打点计时器打出的纸带来验证机械能守恒定律，该同学在实验中得到一条纸带，如图所示，在纸带上取6个计数点，两个相邻计数点间的时间间隔为T=0.02s．其中1、2、3点相邻，4、5、6点相邻，在3点和4点之间还有若干个点．s1是1、3两点的距离，s2是2、5两点的距离，s3是4、6两点的距离．
（1）实验过程中，下列操作正确的是______．
A．电磁打点计时器应接在220V交流电源上
B．实验时应先松开纸带，然后迅速打开打点计时器
C．实验时应先打开打点计时器，然后松开纸带
D．纸带应理顺，穿过限位孔并保持竖直
（2）点2速度的表达式v2=______
（3）该同学测得的数据是s1=4.00cm，s2=16.00cm，s3=8.00cm，重物（质量为m）从点2运动到点5过程中，动能增加量为______m，势能减少量为______m．（结果保留两位有效数字，重力加速度g=10m/s2）
参考答案：（1）A、电磁打点计时器解4-6V的交流电源．故A错误．
B、实验时应先接通电源，再松开纸带．故B错误，C正确．
D、为了减小阻力，纸带应理顺，穿过限位孔并保持竖直．故D正确．
故选CD．
（2）某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则v2=s12T．
（3）点2的瞬时速度v2=s12T=0.040.04m/s=1m/s，点5的瞬时速度v5=s32T=0.080.04m/s=2m/s，则动能的增加量△Ek=12mv52-12mv22=12×m×3=1.5mJ．
重力势能的减小量△Ep=mgx2=1.6mJ．
故答案为：（1）CD? （2）s12T? （3）1.5，1.6．
本题解析：
本题难度：一般