时间:2020-08-16 00:02:10
1、实验题 某同学用如图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，分析得到的纸带，即可验证机械能守恒定律。
参考答案：（1）步骤B是错误的，应该接到电源的交流输出端；步骤D是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带；步骤C不必要，因为根据测量原理，重锤的动能和势能中都包含了质量m，可以约去
（2）大于；在重锤下落的过程中存在阻力作用
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 在做“验证机械能守恒定律”实验时，下列实验操作中正确合理的一项是（ ? ）
?
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 根据“验证机械能守恒定律”实验，回答以下问题：
（1）有下列器材可供选择：
A．铁架台B．电火花打点计时器C．墨粉纸盘D．纸带E．交流电源
F．天平G．秒表H．导线
上述器材不需要的是______（只填字母代号），缺少的器材是______．
（2）某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用220V，50HZ打点计时器打出一条无漏点的纸带，如图，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，已知重锤质量为1kg，重力加速度取9.8m/s2．（计算结果保留3位有效数字）
①打点计时器打出B点时，重锤的动能EkB=______J．
②从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为△EP=______J．
参考答案：（1）在该实验中，要有做自由落体运动的物体重锤；通过打点计时器来记录物体运动时间，不需要秒表，打点计时器需要的是交流电源，由于验证机械能公式中可以把物体质量约掉，因此不需要天平，同时实验中缺少刻度尺．
（2）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=xAC4T
△EK=12mv2B=12×1×(0.1244-0.03144×0.02)2=0.676J
重力势能减小量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.0705J=0.691J．
故答案为：（1）F、G；重锤、刻度尺；（2）0.676；0.691．
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 某同学利用如图甲的实验装置测量重力加速度．
（1）该同学开始实验时情形如图甲所示，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后得到如图乙所示的纸带，取连续六个点A、B、C、D、E、F为计数点，测得A点到B、C、D、E、F的距离分别为h1，h2，h3，h4，h5．若打点的频率为f，则打E点时重物的速度表达式vE=______；若分别计算出各计数点的速度值，并画出速度的二次方（v2）与对应重物下落的距离（h）的关系如图丙所示，则重力加速度g=______m/s2．
（3）若当地的重力加速度值g=9.8m/s2，你认为该同学测量值存在偏差的主要原因是______．
参考答案：（1）打点计时器使用交流电源，而该题中接了直流电；重物离打点计时器太远，这样纸带上上所打点很少，不利于减小误差．
故答案为：打点计时器接了直流电；重物离打点计时器太远．
（2）匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，从D点到F点的时间为：tDF=2T=2f，所以有：
vE=xDFtDF=(h5-h3)2f
根据mgh=12mv2-12mv20得v2=2gh+v20，由此可知图线的斜率表示2g，所以2g=18.8，则g=9.4m/s2．
故答案为：h5-h32f，9.4．
（3）由于重物下落过程中不可避免的受到摩擦阻力作用，因此所测的重力加速度偏小．
故答案：重锤受摩擦阻力作用．
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，
（1）选出一条纸带如图所示，其中O点为起始点（速度为零为）取A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz交流电，用最小刻度为mm的刻度尺，测得OA=11.10cm，OB=17.69cm，OC=25.00cm，设重锤的质量为m，取g=9.8m/s2，根据以上数据，当振针打到B点时，重锤的重力势能比开始下落时减小了______，这时它的动能是______，
结论是：在误差允许的范围内，重锤的机械能守恒．为增加该实验小组实验结果的可靠性，你认为应该______?
（2）该同学从实验结果发现，当使用钩码拉动纸带下落时，加速度比实际的重力加速度小．为了有效地缩小这个实验测得的加速度与实际的重力加速度之差，请你提出一个有效的改进方法______．
参考答案：（1）重锤重力势能的减小量为△Ep=mgh=m×9.8×0.1769≈1.734m，B点的速度vB=xAC4T=0.2590-0.11100.08m/s=1.85m/s，则B点的动能EkB=12mvB2=12×m×1.852≈1.711m．
在误差允许的范围内，重锤的机械能守恒．为增加该实验小组实验结果的可靠性可以重复进行多次实验或一次下落过程中测出多个位置的速度．比较重物在这些位置上动能和势能之和．
（2）为了有效地缩小这个实验测得的加速度与实际的重力加速度之差，将钩码换成质量较大的重锤，减小阻力的相对影响．
故答案为：（1）1.734m，1.711m，可以重复进行多次实验或一次下落过程中测出多个位置的速度．比较重物在这些位置上动能和势能之和．
（2）将钩码换成质量较大的重锤．
本题解析：
本题难度：简单