时间:2019-07-11 04:25:53
1、实验题 用如图所示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AB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定律，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）小铁球通过光电门时的瞬时速度v=__________，若下落过程中机械能守恒，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、填空题 在“用落体法验证机械能守恒定律”的实验中，所用重锤的质量m=1.0kg，打点计时器所用电源的频率为50Hz，打下的纸带如图所示（图中的数据为从起始点O到该点的距离），则在打B点时，重锤的速度vB=____ m/s ， 重锤的动能EkB=__J ，从开始下落到打B点时，重锤的重力势能的减小量是____J。（保留两位有效数字）
参考答案：0. 79，0.31，0.32
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，采用重物自由下落的方法．若实验中?所用重物，质量m=1kg，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，量得纸带上打出的连续A、B、C到第一个点O点的距离如图所示，分别为3.13cm、4.94cm、7.01cm．那么
（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度=______m/s；
（2）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是______?J，此过程中物体动能的增加量=______?J；
（3）通过计算，数值上重力势能的减少量______动能的增加量（填“＞”、“=”或“＜”），这是因为______（所有计算结果均保留两位有效数字）．
参考答案：（1）利用匀变速直线运动的推论
vB=xAC2t=0.0701-0.03130.04=0.97m/s
（2）重物由B点运动到C点时，重物的重力势能的减少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.0494 J=0.48J．
EkB=12mvB2=0.47J
（3）由（2）可知，重力势能的减少量＞动能的增加量，原因是纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力．
故答案为：0.97；?0.48；?0.47；＞；纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 某同学利用如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律：
（1）该同学开始实验时情形如图所示，接通电源释放纸带．请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：①______；②______．
（2）该同学经修改错误并正确操作，让质量为1kg的重锤下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源为频率是50Hz的交变电源，纸带打点如图2所示．纸带上O点为重锤自由下落时的打点起点（O、A间有点未画出），选取的计数点A、B、C、D依次间隔一个点（图中未画出），各计数点与O点距离如图所示，单位为mm，重力加速度为9.8m/s2，则：（结果保留三位有效数字）根据纸带，打点计时器打下B点时，重锤速度vB=______，重锤动能EkB=______从开始下落算起，打点计时器记录B点时，重锤势能减少量为______．由此可以得到的实验结论是：______．
参考答案：（1）本实验要求采用打电计时器，而打点计时器采用的是交流电源，而本实验中采用了直流电源；
同时，由于加速度较大，故纸带应在1米左右，且应让重物紧靠打点计时器，而本实验中离打点计时器太远，故错误为：
①打点计时器接了直流电源；②重物离打点计时器太远；
（2）计数点A、B、C、D依次间隔一个点（图中未画出），所以相邻的计数点的时间间隔是T=0.04s
根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小，因此有：
vB=xACtAC=1.254-0.3142×0.04=1.18m/s
EkB=12mvB2=12×1×（1.18）2=0.690J
从开始下落算起，打点计时器记录B点时，重锤势能减少量为△EP=mgh=1×9.8×0.706=0.692J
由（1）（2）中数据可知重锤动能增加量近似等于重锤势能减少量，即在误差允许的范围内重锤下落过程机械能守恒．
故答案为：（1）打点计时器接了直流电；重物离打点计时器太远．
（2）1.18；0.690J；0.692J；在误差允许的范围内重锤下落过程机械能守恒．
本题解析：
本题难度：一般
5、填空题 在“验证机械能守恒定律”的实验中，在实验数据处理中，要从几条打上点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近______?mm，并且点迹清晰的纸带进行测量．用质量?1.00kg的重锤自由下落，若选出纸带如图所示，相邻记数点之间的时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2．则从点O到打下记数点B的过程中，动能的增加量______?J，机械能损失了______?J（保留3位有效数字）．
参考答案：打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，根据自由落体运动规律有：
h=12gt2≈2mm
根据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，有：
vB=hOC-hOA2T=0.9725m/s
△Ek=12mv2B≈0.473J
从O到B重力势能的减小量为mgh=0.477J
因此机械能的损失为：△E=mgh-△Ek=0.003J
故答案为：2，0.473，0.003．
本题解析：
本题难度：一般