题目内容
13．某同学用如图1 所示的实验装置来验证机械能守恒定律．图中，铁架台放在水平桌面上，在铁架台上固定一电火花式打点计时器，纸带上端用铁夹夹住，另一端穿过打点计时器后悬挂一重物．
（1）下列器材中，哪些是本实验需要用到的BD
A．秒表 B．刻度尺 C．6V交流电 D．220V交流电
E．托盘天平 F．弹簧秤 G．砂桶和砂子
（2）为了减小实验误差，所悬挂的重物应选取下列重物中的哪一个（以下四种重物都可以固定在纸带下端）B．
A．50g的钩码 B．300g的小铁球
C．300g的字典 D．100g的砝码
（3）实验中应先接通电源 再释放重物，得到如图2的一条纸带．若打点计时器打点周期为T，则打下A点时，纸带的速度为$\frac{{S}_{1}}{2T}$，由A到B的过程中重物的重力势能的减小量为mgS．（ 重力加速度为g，重物质量为m ）．
（4）处理数据时，为了验证重物在下落过程中机械能守恒，则只需验证是否满足C
A．gs≈$\frac{{s}_{2}^{2}-{s}_{1}^{2}}{{T}^{2}}$ B． gs≈$\frac{{s}_{2}^{2}-{s}_{1}^{2}}{4{T}^{2}}$ C．gs≈$\frac{{s}_{2}^{2}-{s}_{1}^{2}}{8{T}^{2}}$ D．gs≈$\frac{{s}_{2}^{2}-{s}_{1}^{2}}{16{T}^{2}}$．
分析 （1）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；
（2）选取体积小，质量大的重物，从而减小阻力的影响；
（3）应先接通电源后释放纸带，依据平均速度等于瞬时速度，最后根据重力势能的表达式，即可求解；
（4）依据减小的重力势能等于增加的动能，即可求解．
解答 解：（1）根据实验原理，及实验装置，则需要器材是刻度尺测量点间距，
电火花式打点计时器需要交流220V，而电磁打点计时器使用的交流6V电源，故BD正确，ACDEFG错误；
（2）为了减小实验误差，所悬挂的重物应选取体积小，质量大，
因此选取300g的小铁球，故B正确，ACD错误；
（3）为了在纸带上尽量多的打点，提高纸带的利用率，因此要先打点后释放纸带，
根据平均速度等于瞬时速度，那么打下A点时，纸带的速度为vA=$\frac{{S}_{1}}{2T}$；
由A到B的过程中重物的重力势能的减小量为△EP=mgS；
（4）为了验证重物在下落过程中机械能守恒，则只需验证是否满足减小的重力势能约等于增加的动能，mgs=$\frac{1}{2}m（{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}）$
即为：gs≈$\frac{{s}_{2}^{2}-{s}_{1}^{2}}{8{T}^{2}}$；
故答案为：（1）BD；
（2）B；
（3）接通电源、释放重物、$\frac{{S}_{1}}{2T}$、mgS；（4）C．
点评 考查电火花与电磁打点计时器的区别，掌握求解瞬时速度的方法，理解接触电源与释放纸带的先后关系，注意能否验证重物在下落过程中机械能守恒，要看是否受到阻力影响．
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15．
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如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧．在这过程中上面木块移动的距离为（ ）| A． | $\frac{{m}_{1}g}{{k}_{1}}$ | B． | $\frac{{m}_{1}g}{{k}_{1}}$+$\frac{{m}_{2}g}{{k}_{2}}$ | C． | $\frac{{m}_{1}g}{{k}_{1}}$+$\frac{{m}_{1}g}{{k}_{2}}$ | D． | $\frac{{（m}_{1}{+m}_{2}）g}{{k}_{1}}$ |