题目内容
17．利用自由落体做验证机械能守恒定律的实验时，有下列器材可供选择：①铁架台；②打点计时器；③复写纸：④低压直流电源；⑤天平；⑥秒表；⑦导线；⑧纸带⑨重物
（1）其中实验中不必要的器材是（填序号）④⑤⑥；除上述器材外还差的器材是低压交流电源，刻度尺．
（2）若已知打点计时器的电源频率为50Hz、当地的重力加速度为g=9.8m/s2，重物质量为m kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图1所示，其中O为第一个点，A、B、C为另外3个连续点，由图中数据，可知重物由0点运动到B点重力势能减少量△Ep=7.62J，动能增量△Ek=7.59J，产生误差的原因是由于空气阻力和打点计时器对纸带的摩擦力使物体的机械能减少．（计算结果保留三位有效数字）
（3）在验证机械能守恒的实验中，求得相关的各点的瞬时速度v以及与此对应的下落距离h，以v2为直角坐标系的纵轴物理量，以h为横轴物理量，描点后得出的图象在图2各图中，表示机械能守恒的是C．
分析 （1）明确该实验的实验原理、实验仪器、实验数据处理等基础知识即可知道哪些仪器需要，哪些不需要．
（2）若纸带匀变速直线运动，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．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．
（3）根据机械能守恒可知重锤下落时有：$mgh=\frac{1}{2}m{v}^{2}$，即v2=2gh，写出函数关系式即可正确解答．
解答 解：（1）实验中不必要的器材是：④低压直流电源，打点计时器使用的是交流电源，
⑤天平，因为我们是比较mgh、mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平．
⑥秒表，通过打点计时器打出的点可以计算时间．
缺少的器材是：刻度尺，用来测量计数点间的距离；
重锤，用来做下落的研究对象，低压交流电源．
（2）重力势能减小量：△Ep=mgh=m×9.8×0.7776J=7.62mJ．
利用匀变速直线运动的推论：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有：
${v}_{B}^{\;}=\frac{{x}_{AC}}{2T}$═3.895m/s
动能的增量为：$△{E}_{K}=\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}=7.59mJ$
产生误差的主要原因是由于空气阻力和打点计时器对纸带的摩擦力使物体的机械能减少．
（3）根据机械能守恒可知重锤下落时有：$mgh=\frac{1}{2}m{v}^{2}$，即v2=2gh，由此可知在以v2为直角坐标系的纵轴物理量，以h为横轴物理量的图象中图象为过原点的直线，故ABD错误，C正确．
故答案为：（1）④，⑤，⑥，低压交流电源，刻度尺．（2）7.62m，7.59m，由于空气阻力和打点计时器对纸带的摩擦力使物体的机械能减少．
（3）C．
点评 带问题的处理是力学实验中常见的问题．我们可以纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，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，要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒．
| A． | 物体运动的向心加速度大小为1.5m/s2 | |
| B． | 物体运动的圆周半径为2m | |
| C． | 物体在1s内发生的位移为3m | |
| D． | 在0.1s内物体通过的弧长为0.3m |
| A． | 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法 | |
| B． | 根据速度的定义式，当△t非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思想法 | |
| C． | 17世纪意大利科学家伽利略在研究自由落体运动的规律时，做了著名的斜面实验，其中应用到的物理思想方法属于理想实验法 | |
| D． | 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微元法 |
| A． | 大轮边缘的线速度大于小轮边缘的线速度 | |
| B． | 大轮边缘的线速度等于小轮边缘的线速度 | |
| C． | 大轮的角速度比小轮边缘的角速度大 | |
| D． | 大轮边缘的向心加速度等于小轮边缘的向心加速度 |
如图所示，在水平路面上一运动员驾驶摩托车跨越壕沟．已知壕沟的宽度为5m，壕沟两侧高度差为0.8m，取g=10m/s2，
| A． | 甲和乙都做加速直线运动 | B． | 甲、乙运动的出发点相距$\frac{s_0}{2}$ | ||
| C． | 乙运动的速度大于甲运动的速度 | D． | 乙比甲早出发t1的时间 |
如图所示，电阻R=3Ω，灯泡L规格为“6V、6W”．当S1、S2都闭合时，灯泡L恰好正常发光；当S1闭合、S2断开时，电流表示数为0.7A （不计温度对灯泡电阻的影响）．求：| A． | 欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系 | |
| B． | 安培提出了分子电流假说，揭示了磁铁磁性的起源 | |
| C． | 焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系 | |
| D． | 奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系 |