题目内容

用如图所示的实验装置验证物块m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图b给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．已知m1＝50 g、m2＝150 g，则(结果均保留两位有效数字)

(1) 在打下第“0”到打下第“2”点的过程中系统动能的增量ΔEk＝________ J，系统势能的减少量ΔEp＝______J；(取当地的重力加速度g＝10 m/s2)
(2) 设在纸带上打下计数点2时m2物块所在位置为零势面，则在纸带上打下计数点3时m2的重力势能为__________J;
(3)若某同学作出v2－h图象如图c所示，
则当地的重力加速度g＝________m/s2.
 (1)   0.58　  0.60　  (2)  -0.40J      (3)  9.7

试题分析:根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第2个点时的速度为：v2==2.4m/s，物体的初速度为零，所以动能的增加量为：△Ek==0.58J，重力势能的减小量等于物体重力做功，故：△EP =mgh=0.60J
（2）△EP =mg（h3-h2）=0.40J；
（3）本题中根据机械能守恒可知，mgh=得=gh，所以图象中图象的斜率表示重力加速度，故g=9.7m/s2
练习册系列答案
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某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置研究加速度和力的关系．

(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持________________不变，用钩码所受的重力作为________________，用DIS测小车的加速度．通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图像．在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图(b)所示．
(2)图线________(选填“①”或“②”)是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的．
(3)随着钩码的数量增大到一定程度时图(b)中的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是________．
A．小车与轨道之间存在摩擦
B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大
D．所用小车的质量太大
(4)小车和位移传感器接收部分的总质量m＝________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝______(g取10 m/s2)．
(6分)学校科技活动小组的同学们准备自己动手粗略测定铁块与长木板之间的动摩擦因数，已有的器材：长木板、小铁块、米尺和刻度尺.他们同时从实验室借来一个电火花打点计时器，设计了如下实验：
a.用米尺测量长木板总长度，将打点计时器固定在长木板上。然后将长木板靠在竖直墙壁固定（如图），并测量长木板顶端B相对于水平地面的高度和长木板底端A与墙角C之间的距离；
b.将小铁块连上纸带，接通打点计时器后释放，得到的纸带如下图, A、B、C、D、E是纸带上连续的5个点。

现用刻度尺直接测出AC、CE的距离分别为：、；已知交流电的频率为，重力加速度为.由此可求得铁块的加速度＝            ；根据牛顿第二定律，可求得动摩擦因数＝            (用、和测得物理量的字母表示) 。   
（8分）为了测量两个质量不等的沙袋的质量，由于没有直接测量工具，某实验小组应用下列器材测量：轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略)、砝码一套(总质量为m＝0.5 kg)、细线、米尺、秒表，他们根据已学过的物理学知识，改变实验条件进行多次测量，选择合适的变量得到线性关系，作出图线并根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量．操作如下：

(1)实验装置如图，设左右两边沙袋的质量分别为m1、m2；
(2)从m中取出质量为m′的砝码放在右边沙袋中，剩余砝码都放在左边沙袋中，发现m1下降m2上升；
(3)用米尺测出沙袋m1从静止下降的距离h，用秒表测出沙袋m1下降时间t，则可知沙袋的加速度大小为a＝________
(4)改变m′，测量相应的加速度a，得到多组m′及a的数据，作出________(选填“a～m′” 或“a～”)图线；
(5)若求得图线的斜率k＝4 m/kg·s2，截距b＝2 m/s2，沙袋的质量m1＝________kg，m2＝________kg。
在验证机械能守恒定律的实验中，打点计时器所用电源输出交流电压的频率为50Hz，下图为在实验中打点计时器打出的一条纸带，图中A点是重锤下落的起点，重锤的质量为m。从某一位置B开始，B、C、D、E各相邻计数点间的距离分别为s1、s2、s3，设打点计时器的打点周期为T，则打D点时重锤动能的表达式为____________。（2分）
）（小明和小帆同学利用如图所示的装置探究功与速度的变化关系，对于橡皮筋和小车连接的问题，小明和小帆同学分别有两种接法，你认为正确的是_____（填“甲”或者“乙”）

（2）（2分）以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是       。
A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……。所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W……。
B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。
C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小。
D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。
（3）（6分）如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置，每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ，获得不同的射程x，最后作出了如图b所示的x－tanθ图象。则：(g=10m/s2)

由图b可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0＝    m/s。实验中发现θ超过600后，小球将不会掉落在斜面上，则斜面的长度为      m。
如图甲为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）“研究加速度和力的关系”的实验装置。
（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力作为小车所受外力，用DIS测小车的加速度.。
（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图乙所示）。

①分析此图线的OA段可得出的实验结论是：                             
②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是(     )
A．小车与轨道之间存在摩擦
B．导轨保持了水平状
C．所挂钩码的总质量太大
D．所用小车的质量太大
某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验中有如下实验操作:
(1)用两只弹簧秤互成角度地将橡皮筋拉长后,记下了两只秤钩着的细绳套的方向和两秤上的读数F1、F2;
(2)沿细绳套的方向画了两条带箭头的线段表示两只弹簧秤的拉力F1、F2,以此为邻边作平行四边形,得到表示合力F的图示;
(3)只用一只弹簧秤将橡皮条拉成与(1)中同样长后,记下此时弹簧秤的读数F′.
以上三步操作中的错误或纰漏分别是
(1)中________________________________________________________;
(2)中________________________________________________________;
(3)中________________________________________________________?
某同学利用图甲的实验装置来验证机械能守恒定律

（1）该同学开始实验时情形如图甲所示，接通电源释放纸带。
请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：
①              ；②                。
（2）该同学经修改错误并正确操作研究从静止开始下落的物体所受阻力的情况，得到如图所示的纸带（A、B、C、D、E均为相邻的打点），测出A、C间的距离为14.77cm，点C、E间的距离为16.33cm。已知当地重力加速度为10m/s2，重锤质量为m=1.0kg，设重锤所受阻力大小不变。在从A下落到E的过程中，阻力大小为    N（保留两位有效数字）。（已知电源的频率为50HZ）

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