题目内容

用如图所示的装置验证小球做自由落体运动时机械能守恒，图中O为释放小球的位置，A、B、C、D为固定速度传感器的位置且与O在同一条竖直线上。

（1）若当地重力加速度为g，还需要测量的物理量有__________。
A．小球的质量m
B．小球下落到每一个速度传感器时的速度v
C．小球下落到每一个速度传感器时下落的高度h
D．小球下落到每一个速度传感器时所用的时间t
（2）作出v2—h图象，由图象算出其斜率k，当k=____________可以认为小球下落过程中机械能守恒。
（3）写出对减小本实验误差有益的一条建议：_______________________________________
________________________。
（1）B C（2）2g（3）相邻速度传感器间的距离适当大些；选用质量大、体积小的球做实验等。

试题分析：（1）机械能守恒的关系式，所以不需要测量物体的质量，A错；需要测量小球下落到每一个速度传感器时的速度v，B对；和小球下落到每一个速度传感器时下落的高度h，C对；不需要测量运动时间t，D错；
（2）由以上公式可知，所以图像的斜率表示2g
（3）减小实验误差的方法有相邻速度传感器间的距离适当大些；选用质量大、体积小的球做实验等
点评：本题难度中等，理解本实验的实验原理，从公式出发，判断一系列问题
练习册系列答案
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在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图．其中O是打下的第一个点（起始点），A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离分别为9.51cm、12.42cm、15.7cm,并记录在图中(单位cm)．

（1）这三个数据中不符合有效数字读数要求的是    （选填：OA、OB、OC）,应记作  cm．
（2）该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，重锤质量1.00kg，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，则OB段重锤重力势能的减少量为     J，动能的增加量为   J(计算结果保留3位有效数字)．
（3）这样验证总会出现重力势能的减少量          动能的增加量，原因是_____．
在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中：
（1）有下列器材可供选用：重锤，铁架台，天平，秒表，电磁打点计时器，复写纸，纸带，低压直流电源。其中不必要的器材有                ；缺少的器材是               。
（2）实验中用打点计时器打出的纸带如下图所示，其中，A为打下的第1个点，C、D、E、F为距A较远的连续选取的四个点（其他点未标出）。用刻度尺量出C、D、E、F到A的距离分别为s1=20.06cm，s2=24.20cm，s3=28.66cm，s4=33.60cm。重锤的质量为m=1.00kg；打点周期为T=0.02s；实验地点的重力加速度为g=9.80m/s2。为了验证打下A点到打下D点过程中重锤的机械能守恒，应计算出：打下D点时重锤的速度v=__         (用题予字符表达)=__       m/s，重锤重力势能的减少量ΔEp=    _(用题予字符表达)=____J，重锤动能的增加量 =__        __(用题予字符表达)=__  __J。（小数点后保留2位有效数字）
某同学用打点计时器研究物体自由下落过程中动能和势能的变化，来验证机械能守恒定律。实验装置如图所示。

（1）在做“验证机械能守恒定律”实验时，除了电磁打点计时器、铁架台、重锤、纸带、复写纸、低压交流电源之外，还需要下列器材中的哪一个         。（填选项字母）
A．秒表                    B．天平 
C．刻度尺                  D．弹簧秤
（2）按照图示的装置安装器材进行实验，下面列举的四个学生操作步骤只有两个是正确的，挑选出来填在横线上         。（填选项字母）
A．将打点计时器接到电源的直流输出端上
B．用天平测量出重物的质量
C．先接通电源，后释放纸带
D．选取点迹清晰的且第一、二连续两点间的距离约为2mm的纸带
（3）一般情况下物体动能的增加量         重力势能的减少量（填“大于”、“等于”、“小于”）。你认为，产生这种结果的一个可能原因是         。（填选项字母）
A．重物的质量过大                  B．重物的体积过小 
C．电源的电压偏低                  D．重物及纸带在下落时受到阻力
“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。

（1）比较这两种方案，­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­_____    ­­­­­­­­(填“甲”或“乙”)方案好些，主要理由是       。
（2）某小组的同学选用图甲的方案实验，进行了如下操作,其中错误的是    。
A．将打点计时器竖直固定在铁架台上。
B．将长约0.5m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方。
C．先松开纸带，再接通电源，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。
D．换几条纸带，重复上面实验。
E．在打出的纸带中挑选第一、第二两点间距接近2mm，且点迹清楚的纸带进行测量，先记下O点（第一个点）的位置，再从后面较清晰的任意点开始依次再取四个计数点A、B、C、D，求出相应位置对应的速度及其下落的高度。
F．将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中。
G．根据以上测得数据计算重力势能的减少量和对应的动能的增加量，验证机械能守恒定律。
（3）选出一条纸带如图所示，其中O点为起点，A、B、C为三个计数点，打点计时器打点周期为0.02s，用最小刻度为mm的刻度尺，测得OA=11.13cm，OB=17.69cm，OC=25.9cm。这三个数字中不符合有效数字要求的是         ，重锤的质量为m=0.2kg，根据以上数据，求当打点针打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了            J；这时它的动能增加量是         J。（g取10m/s2，结果保留三位有效数字）

（4）实验中往往出现重锤动能的增加量小于重力势能的减少量的情况，其主要原因是              。
物体在空中下落的过程中，重力做正功，物体的动能越来越大，为了“探究重力做功和物体动能变化间的定量关系”，我们提供了如图的实验装置．

（1）某同学根据所学的知识结合该图设计一个本实验情景的命题：
如图所示，设质量为m（已测定）的小球在重力mg作用下从开始端自由下落，测出小球下落至光电门时发生的_____①_______和通过光电门时的______②______，试探究外力做的功_____③_______ 与小球动能变化量______④______的定量关系．（请在①②空格处填写物理量的名称和对应符号；在③④空格处填写数学表达式．）
（2）某同学根据上述命题进行如下操作并测出如下数字．（在计算过程中g取10 m/s2，所有计算结果均保留三位有效数字）
①用天平测定小球的质量为0．50 kg；
②用游标尺测出小球的直径为10．0 mm；
③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为80．80 cm；
④电磁铁先通电，让小球________；
⑤________，小球自由下落；      ⑥在小球经过光电门时间内，计时装置记下小球经过光电门所用时间为2．50×10－3 s，由此可算得小球经过光电门时的速度为________m/s；
⑦计算得出重力做的功为________ J，小球动能变化量为________J。
（3）试根据在（2）条件下做好本实验的结论：________________________________．
(1)在“研究平抛物体的运动”实验中，某同学记录了A、B、C三点，取A点为坐标原点，建立了如图所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。那么小球平抛的初速度
为        m／s。(取)

（2)如图所示，在“探究功与物体速度变化的关系”实验中，为了保证橡皮筋做的功等于总功，必须采取的步骤是“平衡摩擦力”。那么，在平衡摩擦力操作时，下列步骤中正确的是（   ）

A．让木板保持水平状态
B．小车运动时，纸带不需要穿过打点计时器
C．是否已经“平衡摩擦力”可以用眼睛目测小车是否做匀速直线运动
D．本操作要让小车在橡皮筋的牵引下运动
(3)．在用自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验中，用天平称得重物的质量为，所用电源的频率为50Hz，某同学通过正确的实验操作得到了一条理想的纸带。纸带上打出的点如图所示


（纸带上的O点是第一个打印点，A、B、C、D、E分别是每打两个点的时间作为计时单位取的记数点，图中数据单位为mm），已知当地的重力加速度。选择B点为初始点，D点为终点，则从打下B点到打下D点的过程中，重物的重力势能的减少量为 J；重物动能的增加量为 J（保留三位有效数字）；得出的结论是                          。
在“利用单摆测定重力加速度”的实验中，只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2-l图象，就可以求出当地的重力加速度。某同学根据实验数据作出的图象如图甲所示。

（1）由图象求出的重力加速度g = ____________m/s2。（取π2=9.87）
（2）理论上T2-l图象应是一条过坐标原点的直线，造成图象不过坐标点的原因可能是_________。
A．以摆线长代替摆长（漏了小球半径）
B．以摆线长+小球直径代替摆长（多加了小球半径）
（3）用游标为50分度的游标卡尺测小球的直径时应选择测脚__________（填图中的A或B）；
（4）游标卡尺示数如图乙所示，由图读出小球的直径为 _____________mm。
如图所示，在“探究功与速度变化的关系”的实验中，小车是在一条橡皮筋作用下弹出沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条……，完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。


（1）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是(　　)
A．放开小车，能够自由下滑即可
B. 放开小车，能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
（2）在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的          部分进行测量。
A．CE段　　   　B．DF段           C．EG段            D．HK段
（3）能够实现橡皮筋对小车做功整数倍变化的是(　　)
A．增加相同橡皮筋的条数，使小车每次从同一位置释放
B．橡皮筋两端固定，使橡皮筋的伸长量依次加倍
C．橡皮筋两端固定，使橡皮筋的长度依次加倍
D．释放小车的位置等间距的变化

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