题目内容
15．在“验证机械能守恒定律”的实验中，（1）有如下器材：A．打点计时器；B．低压交流电源（附导线）；C．天平（附砝码）；D．铁架台（附夹子）；E．重锤（附夹子）；F．纸带；G．秒表，H复写纸． 其中不必要的有C、G；还缺少的是毫米刻度尺
（2）若实验中所用重物质量m=2kg，打点纸带如图1所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重物速度vB=0.590m/s，重物动能Ek=0.348J；从开始下落起至B点，重物的重力势能减小量是0.351J，（结果保留三位有效数字，g取9.8m/s2）
（3）如图2所示的曲线是一同学做“研究平抛物体的运动”实验时画出的小球做平抛运动的部分轨迹，他在运动轨迹上任取水平位移相等的A、B、C三点，测得△s=0.2m，又测得竖直高度分别为h1=0.1m，h2=0.2m，根据以上数据，可求出小球抛出时的初速度为2m/s．（g取10m/s2）
分析 （1）在验证机械能守恒的实验中，验证动能的增加量与重力势能的减小量是否相等，所以要测重锤下降的距离和瞬时速度，测量瞬时速度和下降的距离均需要刻度尺，不需要秒表，重锤的质量可测可不测．
（2）本实验是以自由落体运动为例来验证机械能守恒定律，纸带匀变速直线运动时，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．根据$\frac{{v}^{2}}{2}$-h的表达式，从数学的角度分析图象；
（3）在竖直方向上根据△y=gT2，求出时间间隔T，在水平方向上根据v0=$\frac{△s}{T}$，求出平抛运动的初速度．
解答 解：（1）在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度．纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表，由mgh=$\frac{1}{2}$mv2可知质量可以约掉，故重锤的质量可测可不测．
故本题答案为：C，G； 毫米刻度尺．
（2）利用匀变速直线运动的推论有：vB=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0314-0.0078}{2×0.02}$=0.590m/s，
重锤的动能EKB=$\frac{1}{2}$mvB2=$\frac{1}{2}$×2×（0.59）=0.348J
从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量为：△Ep=mgh=2×9.8×0.176J=0.351J．
得出的结论是在误差允许的范围内，重锤的机械能守恒．
（3）在竖直方向上根据△y=gT2，则有：T=$\sqrt{\frac{△h}{g}}$=0.1s
所以抛出初速度为：v0=$\frac{△s}{T}$=$\frac{0.2}{0.1}$=2m/s．
故答案为：（1）C、G、毫米刻度尺；（2）0.59m/s，0.348J，0.351J；（3）2．
点评 （1）解决本题的关键掌握验证机械能守恒定律的实验的原理，知道需要测量哪些量，需要哪些器材．
（2）解决本题的关键掌握平抛运动的处理方法，尤其是匀变速直线运动的推论“在连续相等时间内的位移之差是一恒量”的应用．
小学教材完全解读系列答案| A． | 向心加速度 | B． | 向心力 | C． | 线速度 | D． | 周期 |
如图长为1.6m的细绳一端固定，另一端悬挂一质量为2kg的重物，悬绳与竖直方向成60°角．取g=10m/s2，不计阻力，求：
如图在xoy平面的第二象限有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B=6T，在一、二象限有平行于y轴的匀强电场E1，在x轴上的A点有一粒子源，能产生质量m=5.0×10-3kg，电荷量q=2.0×10-3C，速度大小不同的带正电粒子，若粒子射入磁场时的速度均与x轴负方向成α=37°角，并在第二象限做匀速圆周运动．坐标原点O到A点的距离d=0.6m，不考虑空气阻力和粒子间相互作用力．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
| A． | 小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力 | |
| B． | 若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为$\sqrt{gL}$ | |
| C． | 小球过最低点时绳子的拉力有可能小于小球重力 | |
| D． | 小球在最低点时的细绳拉力与小球在最高点时细绳拉力的差为6mg |
| A． | t=0.4s时，振子的速度方向向左 | |
| B． | t=0.8s时，振子在O点和B点之间 | |
| C． | t=0.6s和t=1.2s时刻，振子的速度完全相同 | |
| D． | t=1.5s到t=1.8s的时间内，振子的加速度逐渐减少 |
质量为M的木块静止在光滑水平面上，有一质量为m的子弹以水平速度v0射入木块并以水平速度v射出，若子弹受到的阻力恒为f．求：
如图所示，为验证机械能守恒定律的实验装置示意图． 两个质量各为mA和mB（mA＞mB）的小物块A和B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，用手拉住物块B，使它与地面接触，用米尺测量物块A的底部到地面的高度h． 释放物块B，同时用秒表开始计时，当物块A碰到地面时，停止计时，记下物块A下落的时间t． 当地的重力加速度为g．