题目内容

验证机械能守恒定律实验中是否需要测出重物的质量呢？

解析：按现行教材的要求，确实要用天平测出重物的质量，这样可以计算出重物动能变化与势能变化的具体数值.然而，在验证机械能守恒定律的表达式：

mv2=mgh和=mgΔh，

    式子两边均有重物的质量m，因而可不具体测出m的大小，而将m保留在式子中.

答案：不需要


练习册系列答案
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（1）验证机械能守恒定律可以研究自由落体运动，也可以研究物体从斜面上自由下滑运动，但后者误差较大，其原因是
 
．为了减小误差，提出如下措施：
A．减小物体的质量      B．增大物体的质量       C．减小斜面的倾角
D．增大斜面的倾角      E．用小车代替滑块       F．给小车一定的初速度
其合理的措施是：
 

（2）某实验小组的同学，在探究一斜面的滑动摩擦因数μ的实验时，让一滑块（可视为质点）沿倾角为370的斜面滑下，用每隔0.1s曝光一次的频闪照相机拍摄下不同时刻滑块的位置照片，如图1所示．拍得滑块经过的五个连续位置A、B、C、D、E，再经过测量、计算得到滑块通过B、C、D、E各点的速度，取滑块经过A点时t0=0，在v-t图中描出了相对应的坐标点，如图2所示，请完成下列问题．（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（计算结果保留一位有效数字）
①在坐标（图2）中画出小球向下运动的v-t图象
②根据①的图象，得出小球在位置A的速度大小vA=
 
m/s
③根据①的图象，计算出斜面的滑动摩擦因数μ=
 

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（3）如图甲所示为测量电阻Rx的电路，R为电阻可读可调的电阻箱，R′为阻值适当的保护电阻，电源E的电动势未知，S为单刀双掷开关，电流表为毫安表，请完成以下填空：
①测量Rx的步骤为：
A．将图甲中S向a端闭合，毫安表（接0～0.6mA档）的读数图乙I=
 
mA
B．将图甲中S向b端闭合，适当调节电阻箱R使得毫安表的读数I′=
 
mA，记下此时电阻箱图丙的读数R=
 
Ω，那么，在本实验中所测电阻Rx=
 
Ω．
②按图甲所示的电路，在实物图丁上用实线连好电路．
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（1）验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示．
①安装打点计时器时，应使打点计时器的平面处在
 
平面内，且两个纸带限位孔的连线处在
 
方向上．
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②图乙为实验所得的一条纸带，在纸带上选取了点迹清晰、连续的3个点A、B、C，测出A、B、C与起始点O之间的距离分别为h1，h2，h3．已知打点周期为T，当地重力加速度为g．甲、乙两同学分别用表达式vB=g（4T）、vB=
(h3-h1)2T
来计算B的速度．那么，其中
 
同学的计算方法更符合实验的要求．
③本实验中产生系统误差的主要原因是
 
．

（2）莉莉同学为了测一节干电池的电动势E和内电阻r．
①她先用多用电表估测电动势E．将选择开关旋至直流2.5V档，红、黑表笔与干电池的正、负极相接，此时指针所指位置如图丙所示，则此时多用表的读数为
 
V．
②莉莉再用伏安法更精确地测量该干电池的电动势和内电阻，实验电路如图丁所示．请你用实线代替导线在图戊中连接好实物，要求变阻器的滑动头向右滑动时，其电阻值变大．
③由实验测得的7组数据已在图己的U-I图上标出，请你完成图线．由图象可得E=
 
V（保留三位有效数字），r=
 
Ω（保留两位有效数字）．若取图己中的第2、3两组数据来计算E和r，则比用上述图象法测得电动势
 
，内电阻
 
（填“偏大”或“偏小”）．
I．在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=200g的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点．已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，那么
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（1）计算B点瞬时速度时，甲同学用
v
2
B
=2gSOB，乙同学用vB=
SAC
2T
．其中所选择方法正确的是
 
（填“甲”或“乙”）同学．
（2）同学丙想根据纸带上的测量数据进一步计算重物和纸带下落过程中所受的阻力，为此他计算出纸带下落的加速度为
 
m/s2，从而计算出阻力f=
 
N．
（3）若同学丁不慎将上述纸带从OA之间扯断，他仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的？
 
．（填“能”或“不能”）
II．物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75W，额定电压值已模糊不清．他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U=
PR
=
2×0.75
V=1.22V．他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压．根据测量数据已绘出灯泡的U-I图线，如图所示．
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A．电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）
B．电流表A1（量程150mA，内阻约2Ω） 
C．电流表A2（量程500mA，内阻约0.6Ω）
D．滑动变阻器R1（0～20Ω）
E．滑动变阻器R2（0～100Ω）
F．电源E（电动势4.0V，内阻不计）
G．开关S和导线若干
H．待测灯泡L（额定功率0.75W，额定电压未知）
（1）在下面所给定的实线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择
 
（填“A1”或“A2”）；滑动变阻器选择
 
（填“R1”或“R2”）．
（2）从图线上分析该灯泡的额定电压应为
 
V；这一结果大于开始时的计算结果，原因是
 
．
（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中
①下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图1所示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流”上；
C．先释放纸带，再接通电源打出一条纸带；
D．测量纸带上某些点间的距离；
E．根据测量的结果，分别计算重锤下落过程中减少的重力势能和增加的动能．
其中操作不当的步骤是：
 
（填选项对应的字母）．
②正确操作后打出的纸带如图2所示，根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，测出AC的距离为s1，CE的距离为s2，打点的频率为f，则打C点时重锤下落的速率vc=
 
．
③实验中发现，重锤减小的重力势能大于重锤动能的增量，其主要原因是在重锤下落的过程中存在阻力作用（设阻力恒定），可以通过该实验装置测阻力的大小．若已知当地重力加速度为g，重锤的质量为m．试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落过程中受到的阻力大小F=
 
．
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（2）某同学为了测定一只电阻的阻值，采用了如下方法：
①用多用电表粗测：多用电表电阻挡有4个倍率：分别为×1k、×100、×10、×1，该同学选择×100倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大（指针位置如图3中虚线所示）．
为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤：
a．
 
．
b．两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0Ω处．
c．重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是
 
．
②该同学用伏安法继续测定这只电阻的阻值，除被测电阻外，还有如下实验仪器
A．直流电源（电压3V，内阻不计）
B．电压表V1（量程0-5V，内阻约为5kΩ）
C．电压表V2（量程0-15V，内阻约这25kΩ）
D．电流表A1（量程0-25mA，内阻约为1Ω）
E．电流表A2（量程0-250mA，内阻约为0.1Ω）
F．滑动变阻器一只，阻值0-20Ω
G．电键一只，导线若干在上述仪器中，电压表应选择
 
（填“V1”或“V2”），电流表应选择
 
（填“A1”或“A2”）．请在图4所示的方框内画出电路原理图．
③根据所设计的实验原理图，将图5中实物连接成测量电路．
（1）如图实所示为“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．
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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（如图所示）．①分析此图线的OA
段可得出的实验结论是
 

③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．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大         D．所用小车的质量太大
（2）某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为1kg．打点计时器打出B点时，重锤下落的速度vB=
 
m/s，重锤的动能EkB=
 
J．从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为
 
J．（结果保留三位有效数字）
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