题目内容

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）
（1）天平、秒表、低压直流电源；刻度尺、低压交流电源 
（2），2。15，mgs2, 2.37, ； 2.31

试题分析：（1）验证机械能守恒定律的原理为验证mgh和是否相等，不需要测量质量，速度大小的测量是通过匀变速直线运动规律计算出来的，因此天平和秒表都不需要，打点计时器需要交流电，直流电源不需要（2）D点的瞬时速度等于CE的平均速度，由可求得D点动能
点评：本题难度较小，求解某一点动能时根据匀变速直线运动规律求解瞬时速度
练习册系列答案
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（1）利用重锤的自由下落和电磁打点计时器验证机械能守恒定律，下面哪些实验仪器是必需的? （填写仪器前的字母代号）．
 
A．天平B．4～6V的低压直流电源
C．4～6V的低压交流电源D．停表 E．刻度尺
（2）在该实验中，选定了一条较为理想的纸带，如图所示，纸带的      端（选填“左”或“右”）与重物相连；重物由“0”点运动到“4”点，重力势能减少量的表达式为       ，动能增量的表达式为         (重锤质量为m，打点计时器的打点周期为T)，实验结果发现动能增量总     (填“大于”、“等于”或“小于”)重力势能的减少量，主要的原因是                。                              
某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系．实验时，将原长约200 mm的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20 g)，每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量．根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量Δl与拉力F关系的图象如图所示．从图象中可以得出________．(填选项前的字母)
A．增挂钩码时Δl与F成正比，而减挂钩码时Δl与F不成正比
B．当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大
C．当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等
D．增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度
在“验证机械能守恒定律”实验中，能直接从纸带上测得的物理量是（     ）
A．重物下落的高度B．重物下落至某高度时的速度
C．重物下落的加速度D．重物下落过程中减少的重力势能
如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．回答下列问题：

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器材。
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上。
C．用天平测出重锤的质量。
D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带，再更换纸带重复多次。
E．选择一条合适的纸带，测量纸带上某些点间的距离
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中操作不当的步骤是____________，非必需的步骤是____________。
(2) 如果以v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的v2—h图象，该图象是　　_________，该图线的斜率等于_____________________。
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，使弹簧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。
（1）“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行，标志着我国探月工程的第一阶段已经完成。设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动，它距月球表面的高度为h，已知月球的质量为M、半径为R，引力常量为G，则卫星绕月球运动的向心加速度a=      ，线速度v=       。
（2）某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。

①下列做法正确的是                ，（填字母代号）
A.调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C.实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D.通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量                  木块和木块上砝码的总质量。（填“远大于”、“远小于”或“近似等于“）
③甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲        m乙，μ甲      μ乙。（填“大于”、“小于”或“等于”）

（3）要测绘一个标有“3V  0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作。已选用的器材有：
电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）；
电流表（量程为0250mA，内阻约5Ω）；
电压表（量程为03V，内阻约3kΩ）；
电键一个、导线若干。
①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的      （填字母代号）。
A.滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）
B.滑动变阻器（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）
②实验的电路图应选用下列的图            （填字母代号）。

③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为5Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是                  W。
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：_______________________________________
________________________。
用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验：
（1）（4分，每空2分，全部填对得2分，部分填对得1分，见错不得分）为进行该实验，备有下列器材可供选择：铁架台、电磁打点计时器、复写纸片、纸带、低压直流电源、弹簧秤、秒表、导线、开关。其中不必要的器材是                     ，缺少的器材是                       。
（2）（6分，每小题3分，选不全得2分，见错不得分）需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h，某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。
A．用刻度尺测出物体下落高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v.
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度.
C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度h.
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v.
①以上方案中只有一种最合理，最合理的是         。（填入上述相应的字母）
②要使该实验误差尽量小，下述注意事项正确的是      （填入下述相应的字母）
A．使重锤的质量尽可能大些，但悬挂时不能拉断纸带
B．选用电火花计时器比电磁打点计时器更好，可减小阻力影响
C．测长度时保持纸带悬挂状态，刻度尺的读数更准确
D．纸带上留下的点越大越好

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