题目内容

7．在用图1所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验中
（1）下列器材中不必要的是A（填字母）．
A：天平      B：刻度尺      C：低压交流电源     D：纸带
（2）图2是本实验中所打出来的一条纸带，O点是起始打下来的第一个点，则应该是纸带的左端与重物相连（填“左”或“右”）．
（3）根据图2中的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，打点计时器打点周期为T，重物质量为m，重力加速度为g，则：
①根据这些条件计算打C点时重物下落的瞬时速度的表达式为VC=$\frac{{S}_{1}+{S}_{2}}{4T}$（用S1、S2、T表示）
②若要验证O点到C点过程中重物的机械能守恒，则需要验证的等式为mg（S0+S1）=$\frac{m（{S}_{1}+{S}_{2}）^{2}}{32{T}^{2}}$（用m、g、s0、s1、s2、T表示）

分析 根据实验要求，需要选择质量大体积小的重物，由mgh=$\frac{1}{2}$mv2可知，本实验不需要用天平测出重物的质量；
根据重力势能变化量△EP=mgh，确定高度h求解．由匀变速直线运动的推论vn=$\frac{{x}_{n}+{x}_{n+1}}{2T}$ 求出C点速度，再求动能的增加量为△Ek
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．

解答 解：（1）在该实验中，需测量物体下降的高度和物体的速度，所以纸带处理时需要刻度尺，比较重力功和动能变化的关系，两边都有质量，可以约去，不需要天平；而交流电源供打点计时器使用．
本题选不必要的，故选：A．
（2）根据纸带打出的点（从左向右间距越来越大），应该是纸带的左端与重物相连；
（3）由匀变速直线运动的推论vn=$\frac{{x}_{n}+{x}_{n+1}}{2T}$
得：vC=$\frac{{S}_{1}+{S}_{2}}{4T}$
从起点O到打下点C的过程中，重力势能的减少量△EP=mg（S0+S1）
动能的增加量△EK=$\frac{1}{2}$mvC2=$\frac{m（{S}_{1}+{S}_{2}）^{2}}{32{T}^{2}}$
若要验证O点到C点过程中重物的机械能守恒，则需要验证的等式为mg（S0+S1）=$\frac{m（{S}_{1}+{S}_{2}）^{2}}{32{T}^{2}}$，
故答案为：（1）A；（2）左；（3）①$\frac{{S}_{1}+{S}_{2}}{4T}$；②mg（S0+S1）=$\frac{m（{S}_{1}+{S}_{2}）^{2}}{32{T}^{2}}$．

点评 本题考查了验证机械能守恒定律中的数据处理方法，注意物理基本规律尤其是匀变速直线运动规律在实验中的应用．

练习册系列答案
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18．某同学在地面上用弹簧秤称得其体重为490N，他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t1时间段内，弹簧秤的示数如图所示，t0至t3时间段内，电梯没有停止运动过．电梯运行的v-t图可能是（取电梯向上运动的方向为正）（　　）
A．B．C．D．
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