时间:2017-07-31 08:37:36
1、实验题 （1）为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选择：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键，刻度尺，其中不必要的器材是___________________，缺少的器材是___________________。
（2）验证机械能守恒亦可用如图甲所示装置，用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动，使之替代打点计时器。当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号，如图乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动。测得记号之间的距离依次为26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm，已知电动机铭牌上标有1440r/min字样，由此验证机械能守衡。根据以上内容，回答下列问题：
①毛笔画相邻两条线的时间间隔T=___________s，图乙中的圆柱棒的___________端是悬挂端（填左或右）。
②根据乙所给的数据，可知毛笔画下记号C时，圆柱棒下落的速度vC=___________m/s；画下记号D时，圆柱棒下落的速度vD=___________m/s；记号C、D之间棒的动能的变化量为___________J，重力势能的变化量___________J（g=9.8m/s2）。由此可得出的结论是___________________。（计算结果保留2位有效数字） 
? 
参考答案：（1）低压直流电源、天平、秒表，低压交流电源、重锤
（2）①
或0.42，左
? ②1.2，1.6，0.52，0.57，在误差允许范围内圆柱的机械能守恒
本题解析：
本题难度：困难
2、实验题 “验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的(甲)或(乙)方案来进行．比较这两种方案，? ______(填“甲”或“乙”)方案好些，理由是? ______．
参考答案：甲；因为这个方案摩擦阻力较小，误差小，操作方便，实验器材少
本题解析：
本题难度：一般
3、填空题 在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中：
（1）实验中动能的增加量应略______（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能的减少量，其主要原因是______．
A．重物下落的实际距离大于测量值?B．重物下落的实际距离小于测量值
C．重物下落受到阻力?D．重物的实际末速度大于计算值
（2）甲、乙、丙三位同学分别得到A、B、C三条纸带，他们的前两个点间的距离分别是1.0mm、1.9mm、4.0mm．那么应该选用______同学的纸带最为理想，一定存在操作误差的同学是______，可能的错误原因是______．
（3）如图所示，有一条纸带，各点距A点的距离分别为d1，d2，d3，…，各相邻点间的时间间隔为T，当地重力加速度为g．要用它来验证物体从B到G处的机械能是否守恒，则B点的速度表达式为vB=______，G点的速度表达式为vG=______，若B点和G点的速度vB、vG及BG间的距离h均为已知量，则当满足______时，物体的机械能守恒．
参考答案：（1）验证机械能守恒定律的实验时，由于空气阻力以及纸带与限位孔之间的摩擦，物体动能的增加量要小于重力势能的减少量，故ABD错误，C正确．
故答案为：小于；C．
（2）当物体自由下落时，第一、二两点之间的距离为：h=12gT2≈2mm，由此可知乙同学的纸带最为理想，丙同学所得出的纸带，开始两点之间的距离明显大小2mm，着说明他在操作过程中开始打点时，纸带已经具有了速度，可能原因是先释放重物，后接通电源（或释放纸带初速度不为零等）．
故答案为：乙，丙，先释放重物，后接通电源（或释放纸带初速度不为零等）．
（3）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，得出B、G两点的瞬时速度大小分别为：
vB=d22T
vG=d7-d52T
根据功能关系有：mgh=12mv2G-12mv2B
即有：v2G-v2B=2gh．
故答案为：vB=d22T，vG=d7-d52T，v2G-v2B=2gh．
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 在“验证机械能守恒定 律”的实验中，需要直接测量和间接测量的数据是
[? ]
A．质量
B．下落时间
C．下落高度
D．瞬时速度
参考答案：CD
本题解析：
本题难度：简单
5、简答题 如图所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知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，测得所用的重物的质量为1kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的3个点A、B、C作为测量点．经测量知道A、B、C各点到点O的距离分别为15.55cm、19.20cm、23.23cm．根据以上数据可知，当打点计时器打B点时重物重力势能的减少量为______J，重物的动能为______J．（取3位有效数字）
参考答案：重力势能减小量△Ep=mgh=1×9.8×0.1920=1.88J．
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=xAC2T=0.2323-0.15550.04=1.92m/s
△Ek=12mvB2=12×1×1.922J=1.84J
故答案为：1.88；1.84
本题解析：
本题难度：一般