题目内容

在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中：实验中用打点计时器打出的纸带如图所示，其中，A为打下的第1个点，B、C、D、E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B、C、D、E、到A的距离分别为s1=62.99cm，s2=70.18cm，s3=77.76cm，s4=85.73cm重锤的质量为m= 1.00kg；电源的频率为f=50Hz；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。则应计算出：(结果保留三位有效数字)

（1）打下D点时重锤的速度vD="____" m/s；
（2）重锤重力势能的减少量ΔEp=       J；
（3）重锤动能的增加量ΔEk=       J。
（4）根据纸带提供的数据，重锤从静止开始到打出D点的过程中，得到的结论是                                 。
（1）3.89   （2）7.62  （3）7.56或7.57 （4）在误差允许的范围内，机械能守恒
略
练习册系列答案
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（1）（4分）图（a）为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图，现有的器材为：铁架台、电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的重锤。为完成本实验，除了所给的器材，还需要的器材有：________（填入正确选项前的字母）
A．直尺    B．秒表    C．4～6V的交流电源    D．4～6V的直流电源

（2）（10分）在实验中，已知电磁打点计时器工作周期T=0.02S，自由下落的重锤质量m=2kg，如图（b）所示为某同学实验后选出的一条理想的纸带，O点是打出的第一个点，A、B、C是在纸带上取出的三个计数点，AB、BC间各有一个点未画出。经测得A、B、C三点到O点的距离分别为：S1=12.9cm，S2=20.6cm，S3=28.9cm，g=10m/s2，完成以下问题：（★本题中涉及到数值计算的，结果均得保留两位有效数字）

①纸带的______端与重锤连接（填左或右）。
②打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=_________m/s。
③从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减少量△EP=________J，此过程中物体动能的增量△EK=__________J。
④在此实验中发现，重锤重力势能的减少量总是大于动能的增量，其主要原因是因为在重锤下落过程存在阻力作用，可以通过该装置测定该阻力的大小。设重锤所受阻力大小F恒定，试用题目中所给物理量的符号表示出重锤所受阻力大小F=____________。(用m、T、g、S1、S2、S3表示)
在《验证机械能守恒定律》的实验中，
（1）应选择第一、第二两点间的距离接近__________________的纸带。
（2）理论上，自由下落的物体，重力势能的减少_________动能的增加，（填等于、大于、小于）。
在实际情况中，重力势能的减少__________动能的增加（填等于、大于、小于）。
（4分）如图4-8(a)为《验证牛顿第二定律》的实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带．纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间是0．1 s，距离如图，单位是cm，小车的加速度是________m/s2，在验证质量一定时加速度以和合外力F的关系时，某学生根据实验数据作出了如图4—8(b)所示的a-F、图象，其原因是_____．（结果保留三位有效数字）
（8分）（1）有一个同学用如下方法测定动摩擦因数：用同种材料做成的AB、BD平面（如图所示），AB面为一斜面，高h，长L1，BD是一足够长的水平面，两面在B点接触良好且为弧形，现让质量为m的小物块由静止开始滑下，到达B点后顺利进入水平面，最后滑到C点而停止，并测出=L2，小滑块与两个平面的动摩擦因数相同，又以上数据可以求出物块与平面间的动摩擦因数μ=­­­           。

（2）“研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示．

①图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是_   ▲  _．
②(单选题）本实验采用的科学方法是（▲）
（A）理想实验法 （B）等效替代法
（C）控制变量法 （D）建立物理模型法
在“用单摆测重力加速度”的实验中：
（1）下面所给器材中，选用哪些器材较好，请将所选用器材前字母依次填在指定位置
A．长1m的左右的细线　B．长30cm左右的细线　C．直径2cm的铅球D．直径2cm的木球 E．秒表　F．时钟 G．最小刻度是厘米的直尺　 H．最小刻度是毫米的直尺
所选器材有：　　　　　　　　
（2）某同学测出了n次全振动的时间为t，测得摆线长度为l，摆球的直径为d，用上述物理量的符号写出测重力加速度的一般表达式为g=            
（3）宇航员在某星球上也利用单摆测该星球表面处的重力加速度。实验测得了5种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录如下：
l(m)
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
T(s)
1.01
1.23
1.46
1.56
1.73
T2(s2)
1.02
1.51
2.13
2.43
3.00
以l为纵坐标，T2为横坐标在答题卷上作出l－T2图形，并利用图线求出该星球表面的重力加速度的大小为g=          （计算中取）
过实验对平抛运动进行研究，他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图所示。x轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度是         m/s，物体经过B点时的速率是    m/s，抛出点的坐标是（_____m，_____m）。（g取10m/s2）
（9分）在“验证机械能守恒定律”实验中，质量m=1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带。相邻计数点时间间隔为0.04s，则打点计时器打B点时的速度是vB= 2.125               m/s；从起点O到打下B点过程中，物体的重力势能减少?EP =2.325           J，此过程中物体动能的增加量?Ek =2.258           J。（g取10m/s2）
几位同学一起用打点计时器、纸带、小车、砂桶等实验仪器研究物体的运动。打点计时器记录小车运动的纸带如图1所示，经测量知道，每条纸带上相邻两点之间的距离都相等。设小车以加速度为a1,速度v1带动“No:1”纸带运动，以加速度为a2，速度v2带动“No:2”纸带运动，则（   ）
A．a1>a2
B．a1<a2
C．v1>v2
D．v1<v2

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