题目内容
（1）图（a）为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图，现有的器材为：铁架台、电磁打点计时器、纸带、复写纸、直尺、带铁夹的重物．为完成本实验，除了所给的器材，还需要4～6V 电源（填直流或交流）
（2）在实验中，已知电磁打点计时器工作周期T=0.02S，自由下落的重物质量m=2kg，如图（b）所示为某同学实验后选出的一条理想的纸带，O点是打出的第一个点，A、B、C是在纸带上取出的三个计数点，AB、BC间各有一个点未画出．经测得A、B、C三点到O点的距离分别为：S1=12.9cm，S2=20.5cm，S3=28.9cm，g=10m/s2，完成以下问题：（计算结果均保留两位有效数字）
①纸带的 端与重锤连接（填左或右）．
②打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB= m/s．
③从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减少量△EP= J，此过程中物体动能的增量△EK= J．
（2）在实验中，已知电磁打点计时器工作周期T=0.02S，自由下落的重物质量m=2kg，如图（b）所示为某同学实验后选出的一条理想的纸带，O点是打出的第一个点，A、B、C是在纸带上取出的三个计数点，AB、BC间各有一个点未画出．经测得A、B、C三点到O点的距离分别为：S1=12.9cm，S2=20.5cm，S3=28.9cm，g=10m/s2，完成以下问题：（计算结果均保留两位有效数字）
①纸带的
②打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=
③从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减少量△EP=
分析：（1）电磁打点计时器的工作电源为低压交流电源．
（2）①重物下落时，速度越来越快，相等时间内的位移越来越大，根据该规律确定纸带的哪一端与重物相连；②根据在匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的瞬时速度；③求出B点速度，根据△Ek=
mv2从而得出动能的增加量，根据下落的高度求出重力做功，从而确定重力势能的减小量．
（2）①重物下落时，速度越来越快，相等时间内的位移越来越大，根据该规律确定纸带的哪一端与重物相连；②根据在匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的瞬时速度；③求出B点速度，根据△Ek=
| 1 |
| 2 |
解答：解：（1）根据打点计时器的构造和工作原理可知，电磁打点计时器的工作电源为低压交流电源．
（2））①从纸带上可以看出0点为打出来的第一个点，速度为0，重物自由下落，初速度为0，所以应该先打出0点，而与重物相连的纸带在下端，应该先打点．所以纸带的左端应与重物相连．
②AB、BC间各有一个点未画出，所以相邻的计数点的时间间隔是：t=2T=0.04s；
根据在匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得：
vB=
=
=
=2.0m/s
③重力势能减小量：
△Ep=mgh=2×9.8×0.206 J=4.1J；
动能的增加量为：
△Ek=
mv2=
×2×22J=4.0J
故答案为：（1）交流；（2）①左，②2.0，③4.1，4.0．
（2））①从纸带上可以看出0点为打出来的第一个点，速度为0，重物自由下落，初速度为0，所以应该先打出0点，而与重物相连的纸带在下端，应该先打点．所以纸带的左端应与重物相连．
②AB、BC间各有一个点未画出，所以相邻的计数点的时间间隔是：t=2T=0.04s；
根据在匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得：
vB=
| xAC |
| 2T |
| s3-s1 |
| 2T |
| (28.9-12.9)×10-2m |
| 2×0.04s |
③重力势能减小量：
△Ep=mgh=2×9.8×0.206 J=4.1J；
动能的增加量为：
△Ek=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
故答案为：（1）交流；（2）①左，②2.0，③4.1，4.0．
点评：考查了验证机械能守恒定律的原理及所需的仪器．运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题，要注意单位的换算和有效数字的保留．
练习册系列答案
黄冈海淀全程培优测试卷系列答案
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某同学设计了一个探究加速度与物体所受合力F及质量m间关系的卖验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力，小车运动加速度a可由纸带上点求得．
（1）图（b）为某次实验得到的纸带（交流电的频率为50Hz），由图中数据求出小车加速度值为______m/s2；
（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的
数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系，并作出图线；
从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是______．
（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图（d），该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是______．
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（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的
数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系，并作出图线；从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是______．
| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 小车加速度a/ms-2 | 1.90 | 1.72 | 1.49 | 1.25 | 1.00 | 0.75 | 0.50 | 0.30 |
| 小车质量m/kg | 0.25 | 0.29 | 0.33 | 0.40 | 0.50 | 0.71 | 1.00 | 1.67 |
 /kg-1 | 4.00 | 3.50 | 3.00 | 2.5 | 2.00 | 1.40 | 1.00 | 0.60 |
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（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的
数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系，并作出图线；
从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是______．
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| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 小车加速度a/ms-2 | 1.90 | 1.72 | 1.49 | 1.25 | 1.00 | 0.75 | 0.50 | 0.30 |
| 小车质量m/kg | 0.25 | 0.29 | 0.33 | 0.40 | 0.50 | 0.71 | 1.00 | 1.67 |
 /kg-1 | 4.00 | 3.50 | 3.00 | 2.5 | 2.00 | 1.40 | 1.00 | 0.60 |
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从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是______．
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数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系，并作出图线；从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是______．
| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 小车加速度a/ms-2 | 1.90 | 1.72 | 1.49 | 1.25 | 1.00 | 0.75 | 0.50 | 0.30 |
| 小车质量m/kg | 0.25 | 0.29 | 0.33 | 0.40 | 0.50 | 0.71 | 1.00 | 1.67 |
 /kg-1 | 4.00 | 3.50 | 3.00 | 2.5 | 2.00 | 1.40 | 1.00 | 0.60 |
