题目内容

如图1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．回答下列问题：
①为完成此实验，除了所给的器材外，还需要的器材有______（填正确选项前的字母）
A．毫米刻度尺B．机械秒表
C．4～6V的直流电源 D．4～6V的交流电源
②下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器材
B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上
C．放开纸带后，接通电源，使计时器在纸带上打出点迹
D．测量纸带上所选计数点间的距离
E．根据测量的结果验证重锤下降过程中机械能是否守恒
以上操作一定有误的一个步骤是______（填正确选项前的字母）
③根据打出的纸带，可以间接测出计时器打下某点时所对应的纸带速度大小，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图2所示．所使用交流电的频率为f，则计算打下点C时纸带的速度v=______（用x1、x2、x3、x4及f表示）
（1）通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，打点计时器应该与交流电源连接，需要刻度尺测量纸带上两点间的距离．故A、D正确，B、C错误．
所以选：AD．
（2）不当的步骤是C，应先接通电源，后放开纸带，使计时器在纸带上打出点迹；
所以选：C．
（3）根据某段时间内的平均速度等于这段时间的中时刻速度，则有：vC=
.
v
AE=
xAE
t
=
x1+x2+x3+x4
4
f
=
(x1+x2+x3+x4)f
4
；
故答案为：（1）AD；（2）C；（3）
(x1+x2+x3+x4)f
4
．
练习册系列答案
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质量为m的物体从高处无初速度释放后竖直下落高度为h，在运动过程中受到的空气阻力大小恒为f加速度大小a=
1
3
g，则（　　）
A．体下落过程中重力的平均功率为mg
gh
6
B．f的大小为
2
3
mg
C．物体下落过程中动能增加mgh
D．物体下落过程中机械能减小
1
3
mgh
如图所示，小球以初速度v0从A点沿不光滑的轨道运动到高为h的B点后自动返回，其返回途中仍经过A点，小球经过轨道连接处无机械能损失，则小球经过A点的速度大小为（　　）
A．
v20
-4gh
B．
4gh-
v20
C．
v20
-2gh
D．
2gh-
v20
利用打点计时器和如图的其他器材可以开展多项实验探究，其主要步骤如下：
a、按装置安装好器材并连好电路．
b、接通电源，释放纸带，让重锤由静止开始自由下落．
c、关闭电源，取出纸带，更换纸带重复步骤b，打出几条纸带．
d、选择一条符合实验要求的纸带，数据如图（相邻计数点的时间为T），进行数据处理：
①若是探究重力做功和物体动能变化的关系．需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度，试表示在B点时重锤运动的瞬时速度VB=______．
②若是测量重力加速度g．为减少实验的偶然误差，采用逐差法处理数据，则加速度大小可以表示为g=______．
③如果求出的加速度值与当地重力加速度公认的值g′有较大差距，说明实验过程存在较大的阻力，若要测出阻力的大小，则还需测量的物理量是______．
如图是在验证机械能守恒定律的实验中，接在50Hz交流电的打点计时器打出的纸带．重物做自由落体运动．图中所标出的数据是各点到O点的长度．（取g=9.8m/s2）则质量m=1kg的重物，下落距B点的对应位置（以打点计时器打出的第一个点O为参考点）的速度vB=______，动能EkB=______，重力势能减少mghOB=______．
如图甲所示，两物块A、B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，利用光电门验证A、B所构成的系统机械能守恒．

（1）用游标卡尺测出遮光板的宽度如图乙所示，遮光板的宽度d=______mm．
（2）测出A、B两物块的质量分别为mA和mB，mA＜mB，用刻度尺测出两光电门间的距离H，光电门1记录了遮光条遮光的时间为△t1，光电门2记录了遮光条遮光的时间为△t2，重力加速度为g．则系统的动能增加量△Ek=______，重力势能的减小量△Ep=______，如果在误差允许的范围内△Ek=△Ep，则系统的机械能守恒．
（3）实验中发现总有△Ek＜△Ep，可能的原因是______．（至少写出两条）
在《验证机械能守恒定律》的实验中，质量m为1.0kg的重物自由下落，带动纸带打出一系列的点，如图所示．相邻计数点间的时间间隔为0.02s，距离单位为cm．g取9.8m/s2．
（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=______m/s；
（2）从起点O到打下计数点B的过程中物体的动能增加量△EK=______J，重力势能减少量△EP=______J．（结果保留两位有效数字）
（3）实验的结论是______．
用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，据此验证机械能守恒定律．
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量
D．释放纸带，立即接通电源开关打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是______（将其选项对应的字母填在横线处）
（2）在验证机械能守恒定律的实验中，若以v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2---h的图象应是______，才能验证机械能守恒定律；v2---h图象的斜率等于______的数值．
学校实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验时，提出了如图甲、乙所示的两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验；乙方案为用小车在木板斜面上下滑进行实验．
（1）小组内同学对两种方案进行了讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是______（填“甲”或“乙”）
（2）若该小组采用图甲的装置打出一条纸带如图丙所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02s，请根据纸带计算出打下D点时纸带的速度大小为______m/s．（结果保留三位有效数字）
（3）该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度，作出的v2-h图线如图丁所示，则图线斜率的物理意义是______．

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