题目内容

（1）某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受合力F及质量m关系的实验，图34-1为实验装置简图．
①他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列哪二项说法是正确的：______
A．要平衡摩擦力B．实验时不需要平衡摩擦力
C．钩码的重力要远小于小车的总重力D．小车的总重力要远小于钩码的重力
②若要用图1装置验证合外力的功与动能变化之间的关系，在①的基础上，某同学用天平称量小车的总质量M．用弹簧秤称出钩码的总重力G．让钩码带动小车加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）．则本实验最终要验证的数学表达式为______．（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）．
（2）①某同学用如题图2所示的装置来探究机械能守恒定律：实验中，得到了甲、乙、丙三条实验纸带，如图3所示，则应选______纸带好．

在实验中若所用重物的质量为1.00kg，当地的重力加速度为g=9.80m/s2，在某次实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图4所示，把第一个点记作O，另选取连续的4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．
②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）．
③由以上的计算结果可看出，重物由O点运动到C点，重力势能的减少量______于动能的增加量，试简单阐述造成这一结果的两个理由______、______．
（1）①根据实验原理我们知道，为了让砝码的重力更加接近为小车的合外力，本实验中需要平衡摩擦力和让砝码重力远远小于小车重力，故BD错误，AC正确．
故选AC．
②本实验需要验证的是重力势能的减小量是否等于动能的增加量，因此需要验证的表达式为：GL=
1
2
M
v22
-
1
2
M
v21
．
故答案为：：GL=
1
2
M
v22
-
1
2
M
v21
．
（2）①打点计时器每隔0.02s打一个点，因此开始两点之间的距离接近于：h=
1
2
gt2=2mm，据此可知选择纸带甲最好．
故答案为：甲．
②重力势能的减小量为：mghOC=7.62J
C点的速度为：vC=
sBD
0.02×2
=
0.8573-0.7018
0.04
=3.8875m/s
C点时的动能为：EK=
1
2
m
v2C
=7.56J
故答案为：7.62，7.56．
③由于重物下落过程中存在空气阻力，重物克服阻力做功消耗能量，因此△Ep 略大于△Ek．
故答案为：大，由于空气的阻力，纸带与打点计时器之间有摩擦．
练习册系列答案
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光滑桌面上有一质量为M的
1
4
光滑的圆弧，圆弧半径为R=1m，一质量为m的小球沿圆弧顶端由静止滚下．已知圆弧底端离地面的高度为h，g取10m/s2．求：
（1）小球到达圆弧底端时，M物块的速度及圆弧底端所受小球的压力？
（2）小球离开圆弧底端飞离桌面后与桌面边缘的对地水平位移？
如图甲所示，两物块A、B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，利用光电门验证A、B所构成的系统机械能守恒．

（1）用游标卡尺测出遮光板的宽度如图乙所示，遮光板的宽度d=______mm．
（2）测出A、B两物块的质量分别为mA和mB，mA＜mB，用刻度尺测出两光电门间的距离H，光电门1记录了遮光条遮光的时间为△t1，光电门2记录了遮光条遮光的时间为△t2，重力加速度为g．则系统的动能增加量△Ek=______，重力势能的减小量△Ep=______，如果在误差允许的范围内△Ek=△Ep，则系统的机械能守恒．
（3）实验中发现总有△Ek＜△Ep，可能的原因是______．（至少写出两条）
（1）某同学用如图1所示的装置测定重力加速度，
①电火花计时器的工作电压为______，频率______．
②打出的纸带如图2所示，实验时纸带的______端应和重物相连接．（选填“甲”或“乙”）
③纸带上1至9各点为计时点，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为______m/s2．
④当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因______．
用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，据此验证机械能守恒定律．
（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件
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．释放纸带，立即接通电源开关打出一条纸带；
E．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
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是______（将其选项对应的字母填在横线处）
（2）在验证机械能守恒定律的实验中，若以v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2---h的图象应是______，才能验证机械能守恒定律；v2---h图象的斜率等于______的数值．
（1）用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如图一段纸带，测得AB=7.65cm，BC=9.17cm．已知交流电频率是50Hz，则打B点时物体的瞬时速度为______m/s（保留三位有效数字），该落体运动的加速度为______m/s2．（保留三位有效数字），如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小，可能的原因是______．
（2）用气垫导轨装置验证机械能守恒定律，先非常好的把导轨调成水平，然后用垫块把导轨一端垫高，测得两光电门G1和G2之间的竖直高度差H=0.1m，质量为m=500g的滑块上面装有L=1.5cm的挡光片，它由轨道上端任一处滑下，测得滑块通过光电门G1和G2的时间分别为2.5×10-2S和1×10-2S，当地重力加速度g=9.8m/s2，则可以算出滑块通过光电门G1和G2这段过程中动能的增加量△EK=______J（保留三位有效数字），重力势能的减小量△EP=______J，（保留三位有效数字）由此可以得出的结论是：______
在“探究动能与重力势能的转化和守恒”的实验中采用重物自由下落的方法：
（1）实验供选择的重物有以下四个，应选择______．
A．质量为100g的木球B．质量为10g的砝码
C．质量为200g的钩码D．质量为10g的塑料球
（2）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，关于接通电源和松开纸带的顺序，应该是先______．
（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0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______．（用题目所给的符号来表示）
某同学利用如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律：

（1）该同学开始实验时情形如图所示，接通电源释放纸带．请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：①______；②______．
（2）该同学经修改错误并正确操作，让质量为1kg的重锤下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源为频率是50Hz的交变电源，纸带打点如图2所示．纸带上O点为重锤自由下落时的打点起点（O、A间有点未画出），选取的计数点A、B、C、D依次间隔一个点（图中未画出），各计数点与O点距离如图所示，单位为mm，重力加速度为9.8m/s2，则：（结果保留三位有效数字）根据纸带，打点计时器打下B点时，重锤速度vB=______，重锤动能EkB=______从开始下落算起，打点计时器记录B点时，重锤势能减少量为______．由此可以得到的实验结论是：______．
如图，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在一光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上，初始时用力压住b使a、b静止，撤去此压力后，a开始运动。在a下降的过程中，b始终未离开桌面。在此过程中
A．a的动能小于b的动能
B．两物体机械能的变化量相等
C．a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量
D．绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零

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