题目内容
10．在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中：（1）下面叙述正确的是BD
A．应该用天平称出物体的质量．
B．应该选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近2mm的纸带．
C．操作时应先放纸带再通电．
D．打点计时器应接在交流电源上．
（2）有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，天平．其中不必要的器材有秒表、天平；缺少的器材是重锤、刻度尺．
（3）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，C、D、E、F为距A较远的连续选取的四个点（其他点子未标出）．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；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：打下D点时重锤的速度v=2.15m/s，重锤重力势能的减少量△Ep=2.37J，重锤动能的增加量△Ek=2.31J．
分析 （1）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤．
（2）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定不必要的器材和缺少的器材．
（3）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出D点的速度，从而得出动能的增加量，结合下降的高度求出重力势能的减小量．
解答 解：（1）A、实验验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要用天平测出物体的质量，故A错误．
B、若物体做自由落体运动，第一、二两点间的距离x=$\frac{1}{2}g{t}^{2}=\frac{1}{2}×10×0.0{2}^{2}m$=2mm，故B正确．
C、操作时应先接通电源，再释放纸带，故C错误．
D、打点计时器应接在交流电源上，故D正确．
故选：BD．
（2）实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要天平．打点计时器可以记录时间，不需要秒表；实验中验证重锤的机械能是否守恒，需要刻度尺测量点迹间的距离，从而求出瞬时速度以及重力势能的减小量，故还需要：刻度尺、重锤．
（3）D点的瞬时速度${v}_{D}=\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{2T}=\frac{（28.66-20.06）×1{0}^{-2}}{2×0.02}$m/s=2.15m/s，则动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}×1×2.1{5}^{2}$≈2.31J，重力势能的减小量$△{E}_{p}=mg{s}_{2}=1×9.8×24.20×1{0}^{-2}$J≈2.37J．
故答案为：（1）BD，（2）秒表、天平；重锤、刻度尺，（3）2.15，2.37，2.31．
点评 解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．
名校课堂系列答案| A． | 物体运动的速度越大，它的加速度也一定越大 | |
| B． | 物体运动的加速度越大，它的速度也一定越大 | |
| C． | 运动物体的加速度减小，速度一定减小 | |
| D． | 运动物体的加速度增大，速度可能减小 |
空间一条直线上分布着ABC三个点，其中BC=2AB，B点固定着一电荷量为Q的点电荷．当A点放上一个电荷量为+q的点电荷时，它所受到的电场力大小为F，方向向左；现移去A处电荷，在C点放上一个电荷量为-2q的点电荷，那么C点的电荷受到电场力为（ ）| A． | -$\frac{F}{2}$ | B． | $\frac{F}{2}$ | C． | -F | D． | F |
如图所示，AB为两水平放置的平行金属板，两板间距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N．让一带电质点自P点（P与M间的距离为d）由静止自由下落（P、M、N在同一竖直线上），结果到达N孔时速度恰好为零．然后沿原路返回，空气阻力忽略不计．重力加速度为g．