题目内容

如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。

现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题：
为完成此实验，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．刻度尺B．秒表
C．0～12 V的直流电源D．0～12 V的交流电源
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试题分析：用自由落体运动验证机械能守恒定律，原理是，需要测量的量有h和v，用打点计时器打出的纸带就可以测量出来，选项A正确，B错误。而选用的电源必须是交流电，因此选项C错误，D正确。
练习册系列答案
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（1）目前实验室用的误差较小的打点计时器是       计时器，使用             电源，若频率为50Hz，每隔         s打一个点。
（2）在 “研究匀变速直线运动”的实验中， 将器材安装完毕后，将小车      （填“靠近”或“远离”）打点计时器，然后          ，再           便得到了图中的纸带，纸带上两相邻计数点之间还有4个点未画出，交流电源的周期为T="0.02" s，其中S1=7.05cm，S2=7.68cm，S3="8.33cm" ，S4=8.95cm，S5=9.61cm，S6=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是           m/s，小车运动的加速度计算表达式为              ，加速度的大小是             m/s2（计算结果保留两位有效数字）。
（1）在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中， 实验室提供了以下器材：电火花打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源、秒表、弹簧测力计．其中在本实验中不需要的器材是                     ．
（2）如图所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，打点计时器打点的时间间隔T＝0.02 s，将纸带上每隔四个点(图上没画出)按打点顺序依次标为A、B、C……，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.33 cm、x4＝8.95 cm、x5＝9.61 cm、x6＝10.26 cm.

下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D点时小车的瞬时速度.
位置
B
C
D
E
F
速度/(m·s 1)
0.737
0.801
 
0.928
0.994
（3） 以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线．(画在答卷上)

(4)根据你画出的小车的速度—时间关系图线计算出的小车的加速度a＝______m/s2. 方向是         （填A→B ，或B→A）
(12分)用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示。已知m1＝50g、m2＝150g，则(g取10m/s2，结果保留两位有效数字)

⑴若图中用的是电火花打点计时器，则应使用(    )
A．4～6V直流电源和复写纸
B．4～6V交流电源和墨粉纸
C．220V直流电源和复写纸
D．220V交流电源和墨粉纸
⑵在打点0～5过程中系统动能的增量ΔEk＝       J，系统势能的减小量ΔEp＝       J，由此得出的结论是                                                                ；
⑶若某同学作出-h图象如图，可求出当地的重力加速度g＝       m/s2。
（12分） 在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点(每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出)，打点计时器接的是“220V、50Hz”的交变电流。如图，他将一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐。

（1）打点计时器在打B、C、D、E各点时物体的瞬时速度如下表：
vB
vC
vD
vE
0.12m/s
0.16m/s
 
0.25m/s
从图中可先读出AC两点间距为      cm，及AE两点间距为     cm，再来计算vD＝________m/s (保留两位有效数字)。
（2）根据(1)中得到的数据，试在图中所给的坐标系中，画出v－t图象，并从中可得出物体的加速度a＝______m/s2。(保留两位有效数字)

（3）如果当时电网中交变电流的频率是f′＝49Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏________。（填“大”或“小”）
（8分）两位同学用如图所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。

（1）实验中必须满足的条件是        。
A．斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B．斜槽轨道末端的切线必须水平
C．入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
D．两球的质量必须相等
（2）测量所得入射球A的质量为mA，被碰撞小球B的质量为mB，图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B相撞，分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为OM和ON。当所测物理量满足表达式                 时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果满足表达式               时，则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞。

（3）乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装：如图所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点。实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B′；然后将木条平移到图中所示位置，入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P′；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与球B相撞，确定球A和球B相撞后的撞击点分别为M′和N′。测得B′与N′、P′、M′各点的高度差分别为h1、h2、h3。若所测物理量满足表达式                 时，则说明球A和球B碰撞中动量守恒。
(4分)下图中千分尺的读数是A          mm，  B           mm
（5分）用如图甲所示的 实验装置验证机械能守 恒定律，质量m =1OOg 的重物拖动纸带自由下 落，打点计时器在纸带 上打出一系列点.如图 乙所示为选取的一条符 合实验要求的纸带，O 点为打出的第一个点，A、B、C为从合适位置 开始选取的三个连续的点（其它点未画出）.已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度 g=9.80m/s2.那么：

（1）根据图上所得的数据，应取图中O点和______点来验证机械能守恒定律；
（2）从O点到所取点，钩码重力势能减少量ΔEp=______J,动能增加量ΔEk=______J;（结果取3位有效数字）
将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h（未知）且开口向下的小筒中（单摆的下部分露于筒外），如图（甲）所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆振动过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心间的距离，，并通过改变而测出对应的摆动周期T，再以T2为纵轴、为横轴做出函数关系图象，就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地重力加速度g。

①现有如下测量工具：
A．时钟；B．秒表；C．天平；D．毫米刻度尺。本实验所需的测量工具有；
②如果实验中所得到的T2—，关系图象如图（乙）所示，那么真正的图象应该是a，b， c中的    ；
③由图象可知，小筒的深度h=        m;当地g=           m/s2

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