时间:2017-08-07 15:01:16
1、填空题 用落体法验证机械能守恒定律的实验，下面测量工具中属于必需的是（ ）
A．天平
B．弹簧秤
C．刻度尺
D．秒表
参考答案：在该实验中，通过打点计时器来记录物体运动时间，不需要秒表，
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，也不需要弹簧秤．
同时实验中需要测量纸带上两点间的距离，所以需要刻度尺．
故选?C
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 在“验证机械能守恒定律”实验中，需要特别注意的有?
[? ]
各式 
各式 参考答案：BD
本题解析：
本题难度：简单
3、简答题 某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图（a）所示．向左推小球，使弹黄压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．
回答下列问题：
（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等．已知重力加速度大小为g．为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的______（填正确答案标号）．
A．小球的质量m?B．小球抛出点到落地点的水平距离s
C．桌面到地面的高度h?D．弹簧的压缩量△x
E．弹簧原长l0
（2）用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek=______．
（3）图（b）中的直线是实验测量得到的s-△x图线．从理论上可推出，如果h不变，m增加，s-△x图线的斜率会______（填“增大”、“减小”或“不变”）；如果m不变，h增加，s-△x图线的斜率会______（填“增大”、“减小”或“不变”）．由图（b）?中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与△x的______次方成正比．
参考答案：解（1）由平抛规律可知，由水平距离和下落高度即可求出平抛时的初速度，进而可求出物体动能，所以本实验至少需要测量小球的质量m、小球抛出点到落地点的水平距离s、桌面到地面的高度h，故选ABC．
（2）由平抛规律应有h=12gt2?，s=vt，又E?k=12mv2?，联立可得E?k=mgs2?4h
（3）若取弹簧原长为零势面，则弹簧的弹性势能可表示为E?p=12k△x2?，由E?p=E?k可得s=
本题解析：
本题难度：一般
4、填空题 （1）在做“验证机械能守恒定律”的实验时，实验小组A不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了，剩下的一部分纸带上各点间的距离如图所示的数值，已知打点计时器的周期为T=0.02s，重力加速度g=9.8m/s2；重锤的质量为m，已知S1=0.98cm，S2=1.42cm，S3=1.78cm，则记录B点时重锤的动能EKB=______J，记录C点时重锤的动能EKC=0.32m?J；重锤从B点到C点重力势能变化量是______J，动能变化量是______J．从而可以得出结论：______．（计算结果保留3位有效数字）
（2）在验证机械能守恒定律的实验中
①自由落下的重锤质量要大一些，这是为了减少______对实验的影响．
②实验中______?测定重锤的质量（?填“要”或“不要”）．
参考答案：（1）B点的速度为：vB=SAC2T=(0.98+1.42)×10-20.04=0.6m/s
B点动能为：EKB=12mv2B=0.180m（J）
C点的速度为：vC=SBD2T=(1.42+1.78)×10-20.04=0.8m/s
C点动能为：EKC=12mv2C=0.32m（J）
重锤重力势能的变化量是：mghBC=0.142m（J）
重锤动能的变化量是：△EK=EKC-EKB=0.140m（J）
由于存在摩擦阻力因此重力势能的减小量略大于动能增加量，在误差允许内，机械能是守恒的．
故答案为：0.180m，0.142m，0.140m，在误差允许的范围内，机械能守恒．
（2）①质量越大，体积越小，阻力对其影响就越小，因此选择密度大的小球．
故答案为：阻力．
②根据机械能守恒的表达式可知，该实验不需要测量重锤的质量．
故答案为：不要．
本题解析：
本题难度：简单
5、简答题 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g=9.80m/s2．那么：
（1）纸带的______端（选填“左”或“右”）与重物相连；
（2）根据图上所得的数据，从O点到B点，重物重力势能减少量△EP=______J，动能增加量△EK=______J；（结果取3位有效数字）
（3）实验的结论是______．
参考答案：①从纸带上可以看出0点为打出来的第一个点，速度为0，重物自由下落，初速度为0，所以应该先打出0点，而与重物相连的纸带在下端，应该先打点．所以纸带的左端应与重物相连．
②重力势能减小量△Ep=mgh=9.8×0.1920J=1.88 J．
利用匀变速直线运动的推论：vB=XACtAC=23.23-15.552×0.02×10-2=1.92m/s
?EkB=12mv2B=12×1.922J=1.84J．
③通过计算可知动能的增加量略小于重力势能的减小量，其原因是物体在下落过程中克服摩擦阻力做功．所以可以得出结论：在误差范围内，重物下落过程中机械能守恒
故答案为：（1）左?（2）1.88；?1.84?（3）在误差范围内，重物下落过程中机械能守恒．
本题解析：
本题难度：一般