在利用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中:(1)下面列举了该实验的几个操作步骤.期中多余或不正确的操作是BCD,A．按照图1所示的装置安装器件B．用天平测量重物和夹子的质量mC．将电磁式打点计时器接到“220V 交流电源上D．先释放纸带后再接通电源打出一条纸带.重复多次E．选择一条理想的纸带.对其进行测量(2)如图2所示是实验中测得� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

20．在利用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤，期中多余或不正确的操作是BCD；
A．按照图1所示的装置安装器件
B．用天平测量重物和夹子的质量m
C．将电磁式打点计时器接到“220V”交流电源上
D．先释放纸带后再接通电源打出一条纸带，重复多次
E．选择一条理想的纸带，对其进行测量

（2）如图2所示是实验中测得的一条纸带，各点距O点的距离分别为d₁，d₂，d₃，…，各相邻点间的时间间隔为T，当地重力加速度为g，则B点的速度表达式为v_B=$\frac{{d}_{3}-{d}_{1}}{2T}$；
（3）若将B点和D点的速度用v_B、v_D表示，要验证重物从B点运动到D点的过程中机械能守恒，则需满足关系$\frac{1}{2}$mv${\;}_{D}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{B}^{2}$=g（d₄-d₂）．
（4）实验发现重物减少的重力势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是：由于摩擦阻力的存在，使得一部分重力势能转化为内能．

分析通过实验的原理，确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材．解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，可以得出B点的瞬时速度大小，根据功能关系可得出正确表达式．

解答解：（1）其中多余的步骤是：
B、用天平测量重物和夹子的质量m，因减小的重力势能与增加的动能，均含有质量，可以约去；
C、将电磁式打点计时器接到4V到6V交流电源上，而电火花打点计时器接到电源的“220V”“交流”上；
D、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，
故选：BCD；
（2）根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，得出B点的瞬时速度大小分别为：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{{d}_{3}-{d}_{1}}{2T}$，
（3）物体从B到D的过程中重力势能减小量是△E_P=mg（d₄-d₂）
动能增加量是△E_k=$\frac{1}{2}$mv${\;}_{D}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{B}^{2}$
要验证物体从B到D的过程中机械能是否守恒，
则需满足$\frac{1}{2}$mv${\;}_{D}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{B}^{2}$=g（d₄-d₂）关系，物体的机械能守恒；
（4）实验发现重物减少的重力势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是：由于摩擦阻力的存在，使得一部分重力势能转化为内能；
故答案为：（1）BCD；（2）$\frac{{d}_{3}-{d}_{1}}{2T}$；（3）$\frac{1}{2}$mv${\;}_{D}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{B}^{2}$=g（d₄-d₂）；（4）由于摩擦阻力的存在，使得一部分重力势能转化为内能．

点评解决本题的关键知道实验的原理，知道重锤的质量可以不测，打点计时器使用交流电源，实验时应先接通电源，后释放纸带．
正确利用所学物理规律解决实验问题，熟练应用物理基本规律，因此这点在平时训练中要重点加强．

练习册系列答案

	A．	在一束光中，有的光是波，有的光是粒子
	B．	在一束光中，有时候光是波，有时候光是粒子
	C．	光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著
	D．	光子与电子是同样的一种粒子

	A．	两列波相遇一定出现干涉现象
	B．	变化的电场一定产生变化的磁场
	C．	红外线波长比可见光长，主要特点是具有热效应
	D．	当驱动力的频率等于系统固有频率时，受迫振动的振幅最大

	A．	根据向心力公式F=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，可见轨道半径增大到2倍时，向心力减小到原来的$\frac{1}{2}$
	B．	根据向心力公式F=mrω²，可见轨道半径增大到2倍时，向心力也增大到原来的2倍
	C．	根据卫星的向心力是地球对卫星的引力F=G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$，可见轨道半径增大到2倍时，向心力减小到原来的$\frac{1}{4}$
	D．	根据向心力公式F=mvω，可见向心力的大小与轨道半径无关

	A．	研究运动员朱家双的运动轨迹时，不能将其看作质点
	B．	文中数据“21.09km”指的是运动员的位移
	C．	文中数据“5月28日上午7：30分”指的是时间间隔
	D．	根据文中数据不能求出运动员的平均速度

	A．	物体沿斜面匀速下滑		B．	物体在空中做平抛运动
	C．	人乘电梯加速上升的过程		D．	跳伞运动员在空中减速下降的过程

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