题目内容
5．用如图1所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落．
（1）除了图示的实验器材，下列实验器材中还必须使用的是AB（填字母代号）．
A．交流电源 B．刻度尺 C．秒表 D、天平（带砝码）
（2）该实验中，需要测量物体由静止开始下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h，某同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案．
A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t．通过v=gt计算出瞬时速度v．
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=$\sqrt{2gh}$计算出瞬时速度v．
C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h=$\frac{v^2}{2g}$计算出高度h．
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v
以上方案中只有一种最合理，最合理的是D（填字母代号）．
（3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图2所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC．已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T．设重物的质量为m．从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△EP=-mghB，动能的变化量△EK=$\frac{1}{2}m（\frac{{h}_{C}-{h}_{A}}{2T}）^{2}$．
分析 （1）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材．
（2）实验中应该用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v．
（3）根据下降的高度求出重力势能的变化量，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，从而得出动能的变化量．
解答 解：（1）实验中打点计时器需接交流电源，需要用刻度尺测量点迹间的距离．时间可以通过打点计时器直接得出，不需要秒表，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，不需要天平，故选：AB．
（2）A、实验中不能用v=gt，v=$\sqrt{2gh}$求解瞬时速度，不能根据h=$\frac{v^2}{2g}$计算出高度h，否则默认了机械能守恒，失去验证的意义，故A、B、C错误．
D、实验中应该用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，故D正确．
故选：D．
（3）从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△EP=-mghB，B点的瞬时速度${v}_{B}=\frac{{h}_{C}-{h}_{A}}{2T}$，则动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=$\frac{1}{2}m（\frac{{h}_{C}-{h}_{A}}{2T}）^{2}$．
故答案为：（1）AB，（2）D，（3）-mghB，$\frac{1}{2}m（\frac{{h}_{C}-{h}_{A}}{2T}）^{2}$．
点评 解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，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变化量．
举一反三单元同步过关卷系列答案
如图所示，两列水波发生干涉，某时刻，M点波峰与波峰相遇，N点波峰与波谷相遇，则下列说法中正确的是（ ）| A． | M点的振动始终是加强的 | B． | N点的振动始终是减弱的 | ||
| C． | M点振动的位移不会为0 | D． | M点的振幅大于N点的振幅 |
关于平抛运动的实验：
节水喷灌系统主要应用在农场、体育场、大型公园等需要大范围喷洒的场所．节水喷灌系统的应用，有效地提高了水资源的利用率，达到了节水的效果．如图所示为某农庄灌溉工程的示意图，地面与水面的距离为H=17.2m．用水泵从水池抽水（抽水过程中H保持不变），水从管口以不变的速度源源不断地沿水平方向喷出，水落地的位置到管口的水平距离为x=4.8m．设管口横截面上各处水的速度都相同．龙头离地面高h=1.8m，水管横截面积为S=4cm2，水的密度为ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度为g=10m/s2，不计空气阻力．求：
如图，电池内阻不计，L是电阻不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同的灯泡．对于这个电路，下列说法中正确的是（ ）| A． | S刚闭合瞬间，D1先亮，D2后亮，最终D1、D2亮度相同 | |
| B． | S刚闭合瞬间，D1、D2同时亮．稳定后，D1熄灭，D2比S刚闭合时亮 | |
| C． | 闭合S待电路达到稳定后，再将S断开时，D2亮一下再逐渐变暗，D1立即熄灭 | |
| D． | 闭合S待电路达到稳定后，再将S断开时，D1亮一下再逐渐变暗，D2立即熄灭 |
如图所示，跳水运动员从某一峭壁上水平跳出，跳入湖水中，已知运动员的质量m=70kg，初速度v0=5m/s．若经过1s时，速度为v=5$\sqrt{5}$m/s，则在此过程中，运动员动量的变化量为（g=10m/s2，不计空气阻力）（ ）| A． | 700 kg•m/s | B． | 350$\sqrt{5}$ kg•m/s | C． | 350（$\sqrt{5}$-1）kg•m/s | D． | 350（$\sqrt{5}$+1）kg•m/s |
质量为m、长为L的导体棒MN电阻为R，起初静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计，匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成θ角斜向右上方，求开关闭合瞬间导体棒的加速度．
电阻R和电动机M相串联接到电路中，如图所示．已知电阻R跟电动机线圈的电阻相等，电键接通后，电动机正常工作．设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2；经过时间t，电流通过电阻R做功W1，产生的电热为Q1；电流通过电动机M做功W2，产生的电热为Q2，则有（ ）| A． | W1＜W2，Q1＜Q2 | B． | W1=2W2，Q1=Q2 | C． | U1＜U2，Q1=Q2 | D． | W1＜W2，Q1=Q2 |