题目内容

15．（1）在验证机械能守恒定律的实验中，有位同学按以下步骤进行实验作：
A．用天平称出重锤和夹子的质量
B．固定好打点计时器，将连着重锤的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器
C．先松开纸带，后接通电源，开始打点．并如此重复多次，以得到几条打点纸带
D．取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下起始点O，在距离O点较近处选择几个连续计数点（或计时点），并计算出各点的速度值
E．测出各点到O点的距离，即得到重锤下落高度
F．计算出mghn和 $\frac{1}{2}$mvn2，看两者是否相等
在以上步骤中，不必要、有错误或不妥的步骤是ABCD（填写代表字母）；

（2）在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量为m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图2所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为打点计时器打出的第一个点，点A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度为g=9.8m/s2．那么
①纸带的左端（选填“左”或“右”）与重物相连；
②从O点到B点，重物重力势能减少量△Ep=1.88J，动能增加量△Ek=1.84J（结果取3位有效数字）．

分析 （1）根据实验的原理和注意事项确定不必要和错误的操作步骤．
（2）根据相等时间内的位移增大，确定纸带的哪一端与重物相连．
根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，从而得出动能的增加量．

解答 解：（1）验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要测量质量，故A不必要．
固定好打点计时器，将连着重锤的纸带穿过限位孔，用手提住，让重物紧靠打点计时器，故B错误．
实验时先接通电源，再释放纸带，故C错误．
取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下起始点O，在距离O点较远处选择几个连续计数点（或计时点），并计算出各点的速度值，故D错误．
故选：ABCD．
（2）①因为相等时间内位移越来越大，可知纸带的左端与重物相连．
②从O点到B点，重物重力势能减少量△Ep=mgh=1×9.8×0.192J≈1.88J，
B点的瞬时速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.2323-0.1555}{0.02×2}$m/s=1.92m/s，
则动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×1×1.9{2}^{2}$=1.84J．
故答案为：（1）ABCD，（2）①左，②1.88，1.84．

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项，掌握纸带的处理方法，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．

练习册系列答案
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5．如图所示电路中，理想变压器初级加一个固定的交变电压，那么下列情况正确的是（　　）
A．当R1的滑动头上移时，灯泡L变亮
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6．图示的两种电路中，电源相同，各电阻阻值相等，各电流表的内阻相等且不可忽略不计，电流表A1，A2，A3和A4读出的电流值分别为I1，I2，I3和I4，下列关系式中正确的是（　　）
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10．如图所示，在均匀媒质中有一振源S，它以50赫兹的频率上下振动，振动以40米/秒的速度同时向左、右传播．介质中质点N的平衡位置离波源8.2米，质点P的平衡位置离波源9.4米，当波源质点S正通过平衡位置向上振动时，N、P两质点的位置是（　　）
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20．如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s．试回答下列问题：
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7．一质点由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为a1，经时间t后做匀减速直线运动，加速度大小为a2，若再经过时间3t后恰能回到出发点．则a1：a2应为（　　）
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4．A、B、C三点在同一直线上，AB：BC=1：2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷．当在A处放一电荷量为+q的点电荷时，它所受到的静电力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为-4q的点电荷，其所受电场力为（　　）
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5．小明与他的同伴在做探究小车速度随时间变化的规律的实验时，由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材：
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