时间:2017-03-01 00:07:02
1、选择题 某同学在“验证机械能守恒定律”的实验中，打出一条纸带（如图所示），A，B，C是纸带上相邻的三个点，打B点时已经运动的时间为t，下落的高度为h，再利用图中所标数据，我们可以求得B点的速度是
[? ]
A．
B．
=gt
C．
D．
参考答案：A
本题解析：
本题难度：简单
2、实验题 用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m1=50g、m2=150g，则（g取10m/s2，结果保留两位有效数字） 
? 
（1）在纸带上打下记数点5时的速度v=______________m/s；
（2）在打点0-5过程中系统动能的增量△EK=______________J，系统势能的减少量△EP=______________J，由此得出的结论是____________________________；
（3）若某同学作出
图像如图，则当地的实际重力加速度g=______________m/s2。 
参考答案：（1）2.4
（2）0.58；0.60；在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒
（3）9.7
本题解析：
本题难度：困难
3、简答题 如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德（G?Atwood1746-1807）创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律．
某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示．
（1）实验时，该同学进行了如下步骤：
①将质量均为M（A的含挡光片、B的含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态．测量出______（填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h．
②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为△t．
③测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证守恒定律．
（2）如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为______（已知重力加速度为g）．
（3）引起该实验系统误差的原因有______（写一条即可）．
（4）验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断增大，那么a与m之间有怎样的定量关系？a随m增大会趋于一个什么值？
请你帮该同学解决，
①写出a与m之间的关系式：______（还要用到M和g）
②a的值会趋于______．
参考答案：（1、2）需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出挡光片中心到光电门中心的距离，系统的末速度为：v=d△t，
则系统重力势能的减小量△Ep=mgh，系统动能的增加量为：△Ek=12(2M+m)v2=12(2M+m)(d△t)2，
若系统机械能守恒，则有：mgh=12(2M+m)(d△t)2．
（3）系统机械能守恒的条件是只有重力做功，引起实验误差的原因可能有：绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等．
（4）根据牛顿第二定律得，系统所受的合力为mg，则系统加速度为：a=mgM+m=gMm+1，当m不断增大，则a趋向于g．
故答案为：（1）①挡光片的中心；（2）mgh=12(2M+m)(d△t)2；（3）绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等；（4）①a=mg2M+m；②重力加速度g．
本题解析：
本题难度：简单
4、简答题 用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．已知m1=50g、m2=150g，则（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）
①在纸带上打下记数点5时的速度v=______m/s；
②在打点0～5过程中系统动能的增量△EK=______J，系统势能的减少量△EP=______J，由此得出的结论是______；
③实验小组某同学先得出了v-h图象，继而又得出v2-h图象，如图甲、乙所示：该同学在得出v-h图象后，为什么还要作出v2-h图象？______．
④另一同学作出
| 1 2 |
参考答案：①根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为：
v5=x462T=(21.60+26.40)cm2×0.1s=2.4m/s
故答案为：2.4．
②物体的初速度为零，所以动能的增加量为：△Ek=12mv25-0=0.58J；
重力势能的减小量等于物体重力做功，故：△EP=W=mgh=0.60J；
由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等，因此在在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒．
故答案为：0.58，0.60，在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒．
③根据数学知识可知，得出图象若为直线，则可很容易的判断两个物理量之间的关系．
故答案为：先作出的vB-h图象，不是一条直线，根据形状无法判断vB、h关系，进而考虑vB2-h图象，从而找出vB2、h之间的线性关系．
④本题中根据机械能守恒可知，mgh=12mv2，即有：12v2=gh，所以出12v2-h图象中图象的斜率表示重力加速度，由图可知，斜率k=9.7，故当地的实际重力加速度g=9.7m/s2．
故答案为：9.7．
本题解析：
本题难度：一般
5、填空题 在《验证机械能守恒定律》的实验中采用重物自由下落的方法：
（1）为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平．其中不必要的器材有：______；缺少的器材是______．
（2）下列实验步骤操作合理的顺序排列是______（填写步骤前面的字母）
A．将打点计时器竖直安装在铁架台上；
B．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落；
C．选择一条合适的纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1、h2、h3…hn，计算出对应的瞬时速度v1、v2、v3…vn；
D．关闭电源，取下纸带，更换新纸带重新做实验；
E．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提住纸带，使重锤靠近打点计时器；
F．分别计算出
| 1 2 |
| v2 2 |
参考答案：（1）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，因此低压直流电源不需要，缺少低压交流电源，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）实验中先组装器材，再进行实验，最后进行数据处理，所以实验的步骤顺序为AEBDCF．
（3）根据机械能守恒定律得，mgh=12mv2，解得12v2=gh，知v22与h成正比，图线为过原点的直线．图线的斜率表示重力加速度g．
故答案为：（1）不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平．
缺少的器材是：低压交流电源、重锤、刻度尺．
（2）AEBDCF?
（3）通过原点的直线，g．
本题解析：
本题难度：一般