时间:2017-08-09 08:45:36
1、简答题 （1）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，查得当地重力加速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点．经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm，70.18cm，77.76cm，85.73cm．．根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于______?J，动能的增加量等于______J（取三位有效数字）．在实验中发现，重物减小的重力势能总大于重物增加的动能，其主要原因是______
参考答案：重力势能减小量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.7776J=7.62J．
利用匀变速直线运动的推论得：
vC=xBDtBD
△Ek=EkC=12mvC2=7.56J
重物减小的重力势能总大于重物增加的动能，其主要原因是纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力．
故答案为：7.62，7.56，纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力．
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如下图a所示，某组同学在一次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如下图b所示。图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能EP、动能EK或机械能E，图b的图象中，表示小球的重力势能EP、动能EK或机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是
[? ]
A．丙、乙、甲
B．乙、甲、丙
C．甲、乙、丙
D．丙、甲、乙
参考答案：A
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 用如图1所示的实验装置验证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．图2给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻计数点间的距离如图2所示．已知m1=50g，m2=150g，则（g=9.8m/s2，所有结果均保留三位有效数字）
（1）在纸带上打下计数点5时的速度v5=______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）若某同学做出v2-h图象如图3所示，则当地的实际重力加速度g=______m/s2．
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=0.2160+0.26402×0.1=2.4m/s；
（2）物体的初速度为零，所以动能的增加量为：△Ek=12mv25-0=12×(0.05+0.15)×2．42=0.576J；
重力势能的减小量等于物体重力做功，故：△EP=W=mgh=（0.05+0.15）×9.8×0.216=0.588J；
由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等，因此在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒．
（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：（1）2.40；（2）0.576；0.588；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：一般
4、实验题 在“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）实验中___________（填需要或不需要）用天平测量重物的质量m。开始打点计时的时候，接通电源和松开纸带的顺序应该是，先_______________。
（2）供选择的重物有以下四个，应选择________．
A．质量为100 g的木球
B．质量为10 g的砝码
C．质量为200 g的钩码
D．质量为10 g的塑料球
（3）使用质量为m的重物和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，在选定的纸带上依次取计数点如图所示，纸带上所打的点记录了物体在不同时刻的位置，那么纸带的__________端（填左或右）与重物相连．设相邻计数点的时间间隔为T，且O为打下的第一个点。当打点计时器打点“3”时，物体的动能表达式为______________。
参考答案：（1）不需要；接通电源
（2）C
（3）左；m(S4－S2)2/8T2
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 在《验证机械能守恒定律》实验中，打出的纸带如图所示，其中A、B为打点计时器打下的第1、2个点，AB=2mm，D、E、F为点迹清晰时连续打出的计时点，测得D、E、F到A的距离分别为S1、S2、S3（图中未画出）．设打点计时器的打点频率为f，重物质量为m，实验地点重力加速度为g．一位学生想从纸带上验证打下A点到打下E点过程中，重物的机械能守恒．
（1）实验中，如下哪些操作是必要的______．
A．用秒表测量时间
B．重物的质量应尽可能大些
C．先开电源后放纸带
D．先放纸带后开电源
（2）重物重力势能减少量△EP=______，动能增量△EK=______．
（3）比较△EP和△EK发现，重物重力势能的减少量△EP大于动能的增加量△EK，造成这一误差的原因______．
参考答案：（1）A、可以用打点计时器计算时间，不需要秒表，故A错误；
B、重物的质量应尽可能大些，这样可以减小阻力引起的误差，故B正确；
C、打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，故C正确，D错误；
故选：BC
（2）因为AB=2mm，则A点为自由落体运动的初始位置，即vA=0，
从A点到E点过程中，重力势能的减小量为：△EP=mgS2
根据某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度得：
B点的瞬时速度：vB=S3-S12T=(S3-S1)f2
则动能增量为：△EK=12mvB2=m(S3-S1)2f28
（3）因为实验中有阻力作用，所以减小的重力势能大于增加的动能．
故答案为：（1）BC；（2）mgS2；m(S3-S1)2f28；（3）实验过程中有阻力作用．
本题解析：
本题难度：一般