题目内容

7．在“验证机械能守恒定律”的实验中，
（1）供选择的重物有以下四个，应选择C．
A．质量为100g的木球                B．质量为10g的砝码
C．质量为200g的重锤                D．质量为10g的塑料球
（2）下面列出一些实验步骤：
A．将重物与纸带连接好，将纸带穿过计时器，上端用手提着，使重物靠近打点计时器处．
B．将打点计时器固定在铁架台上，注意使两个限位孔在同一竖直线上．
C．用天平称重物和夹子的质量；
D．先释放纸带后再接通电源．
E．用秒表测出重物下落的时间；
F．拆下导线，整理器材．在三条纸带中选出较好的一条；进行计算得出结论，完成实验报告．
G．切断电源，更换纸带，重新进行两次实验．
对于本实验以上步骤中，不必要的两个步骤是CE；错误的步骤是D．（填写字母代号）
（3）若打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg．甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18cm、0.19cm和0.25cm．可见其中肯定有一位学生在操作上有错误，错误操作者是：丙．
（4）按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示（相邻计数），从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△Ep=0.49J，此过程中物体动能的增加量△Ek=0.48 J（取g=9.8m/s2）．（结果保留两位小数）
（5）通过计算，数值上△Ep＞△Ek（填“＞”“=”或“＜”）这是因为下落过程存在阻力，使一部分得重力势能转化为热能．

分析 1、为了减小空气阻力的影响，在选择重物时，要选择密度大的实心金属球，即选择质量大体积小的重物．
2、根据实验的原理确定需要测量的物理量，从而确定不必要的步骤．
3、纸带实验中，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，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．

解答 解：（1）为了减小空气阻力的影响，在选择重物时，要选择密度大的实心金属球，即选择质量大体积小的重物，故ABD错误，C正确．
故选：C．
（2）C、因为我们是比较mgh、$\frac{1}{2}$mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平称重物和夹子的质量，故C不必要．
E、在本实验中由于采用了打电计时器，通过打点计时器可以测量物体下落时间，因此不需要有用秒表测量时间，故E不必要的．
故不必要的步骤选：CE．
在打点时，应先接通电源，后释放纸带，故D错误；
（3）重物做自由落体运动，第1、2两点间的时间间隔为T=0.02s，根据h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$可知，下落的高度h=0.002m，故丙错误；
（4）每两个点之间有一个计时点，则相邻两个计数点之间的时间间隔为T=0.04s．
利用匀变速直线运动的推论得：
vB=$\frac{{x}_{AC}}{t}=\frac{0.0706-0.0314}{0.04}m/s=0.98m/s$
重锤的动能EkB=$\frac{1}{2}$mvB2=$\frac{1}{2}$×1×（0.98）2=0.49J
重力势能减小量：△Ep=mgh=1×9.8×0.0501J=0.48J．
（5）△EP＞△Ek，下落过程存在阻力，使一部分得重力势能转化为热 能
故答案为（1）C；       
（2）CE；    D
（3）丙；    
（4）0.49   J；    0.48   J
（5）＞； 下落过程存在阻力，使一部分得重力势能转化为热能．

点评 1、正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据等，会起到事半功倍的效果．
2、该题主要考查了验证机械能守恒定律的实验的操作步骤，握实验的原理和注意事项，即可得出合理的操作步骤．

练习册系列答案
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15．某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示．测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体质量成正比的输出电压U0．现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）
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C．K接通的瞬间I1=I2，断开的瞬间I1＜I2
D．K接通的瞬间I1＞I2，断开的瞬间I1=I2
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