时间:2017-07-27 11:53:05
1、简答题 用落体法验证机械能守恒定律的实验中：
①运用公式
| 1 2 |
| v2 2 |
参考答案：①用公式12mv2=mgh时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始，
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，在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm，
h=12gT2=×9.8×0.022 m≈2 mm．
②多余的步骤是：
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A没有必要．故选A．
操作不恰当的步骤是：
应将打点计时器接到电源的交流输出端上，故B错误．
开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D错误．
故选BD．
③本实验需要验证的方程是?mgh=12mv2 即12v2=gh，v22-h图象是过原点的直线，故选B．
根据数学可知：图象斜率等于重力加速度g．
故答案为：①2mm?②A?BD?③B?重力加速度g
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 某同学利用光电门传感器设计了一个研究小球自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图1所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器．
（1）如图2所示，实验时用20分度游标卡尺测得小球直径为d=______cm；
（2）小球通过A的挡光时间为t1，通过B的挡光时间为t2．
（3）用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较______是否相等，就可以证明在自由落体过程中小球的机械能是守恒的（用题目中涉及的物理量符号表示）．
（4）为减小实验误差，可采取的方法是______．
A．增大两挡光片宽度dB．减小两挡光片宽度d
C．增大两挡光片间距hD．减小两挡光片间距h．
参考答案：（1）主尺读数为1.0cm，游标读数为0.05×4=0.20mm，所以最终读数为10.20mm=1.020cm．
（2）要验证机械能守恒，即判断重力势能的减小量与 动能的增加量是否相等，重力势能的减小量为mgh，
动能的增加量为：12 mvB2-12mvA2，而速度vB=dt2，vA=dt1，
即可比较（dt2）2-（dt1）2=2gh是否相等，从而可以证明在自由落体过程中小球的机械能是守恒的．
（3）为减小实验误差，结合上式，可得：可以减小挡光片宽度，也可以增大两挡光片间距，故BC正确；
故答案为：（1）d=1.020；（3）（dt2）2-（dt1）2=2gh；（4）BC．
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 某学生利用“验证机械能守恒定律”的实验装置来测量一个质量m=50g的钩码下落时的加速度值，该学生将钩码固定在纸带下端，让纸带穿过打点计时器，实验装置如图a所示．①以下是该同学正确的实验操作和计算过程，请完成下面部分实验步骤的有关内容
A、按实验装置图安装器件
B、将打点计时器接到______（填直流或交流）电源上
C、先______，再______，然后______．
D、取下纸带，取其中的一段标出计数点如图b所示，测出相邻计数点间的距离分别为S1=2.60cm，S2=4.14cm，S3=5.69cm，S4=7.22cm，S5=8.75cm，S6=10.29cm
已知打点计时器的打点频率是f=50Hz，则计算钩码下落加速度的表达式为a=______，代入数值，可得加速度a=______m/s2（计算结果保留三位有效数字）．
②该同学从实验结果发现，钩码下落时的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实验中安装、调整好器材，穿好纸带，在打点之前，应先接通电源，后松开纸带，实验结束关闭电源整理器材．
根据匀变速直线运动的推论△x=aT2，有：
s6-s3=3a1T2 ①
s5-s2=3a2T2 ②
s4-s1=3a3T2 ③
a=a1+a2+a33
解得：a=(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)(3T)2=(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)36f2．
带入数据解得a=9.60m/s2．
②根据实验原理可知，造成该实验误差的主要原因是物体下落过程中存在摩擦阻力，一是小球下落的空气阻力，二是纸带和限位孔之间的摩擦，故具体采取的具体措施为：将钩码换成较大质量的重锤．
故答案为：①交流，接通打点计时器电源，释放纸带，关闭打点计时器电源；
a=(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)36f2
a=9.60m/s2
②将钩码换成大质量的重锤．
本题解析：
本题难度：简单
4、填空题 在“验证机械能守恒定律”的实验中（g取9.8m/s2）：
（1）所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需______（填字母代号）．
A．直流电源B．交流电源C．游标卡尺
D．毫米刻度尺E．天平及砝码F．秒表
（2）正确使用打点计时器，打出的某一条纸带如图所示，O是纸带静止时打的点，1、2、3、4、5、6是依次打的6个点，已知电源频率是50Hz，利用图中给出的数据可求出打第
4点时的速度υ4=______m/s．
参考答案：（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，我们验证的是减少的重力势能与增加的动能之间的关系，所以除了基本的实验器材打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物外还需要：交流电源（给打点计时器供电），刻度尺（量位移）．故BD正确．
A：直流电源，没有用处，故A错误．C：游标卡尺（一般用在测小球直径），故C错误．E：天平及砝码（不用测质量，没用）故E错误．F：秒表（一般用在测单摆的周期），故E错误．
故选：BD
（2）第4个点是3到5点的中间时刻，所以：
v4=x352T
已知电源频率是50Hz，所以T=0.02s
代入数据得：
v4=x352T=(4.76-1.70)×10-22×0.02=0.765m/s
故答案为：（1）BD；（2）0.765
本题解析：
本题难度：一般
5、填空题 用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h．某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案．
A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v0．
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=
| 2gh |
参考答案：该实验是验证机械能守恒定律的实验．因为我们知道自由落体运动只受重力，机械能就守恒．如果把重物看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证呢．
其中ABC三项都是运用了自由落体的运动规律求解的，故ABC错误．
故选D．
本题解析：
本题难度：一般