题目内容
6．用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即验证机械能守恒定律．（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．先释放纸带，然后接通电源，打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是BC（将其选项对应的字母填在横线处）
（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值，如图2所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出A、C两点间的距离为s1，C、E两点间的距离为s2，打点周期为T，根据这些条件计算重锤下落的加速度a=$\frac{（{s}_{2}-{s}_{1}）{f}^{2}}{4}$．
（3）在上述验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，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公认的较准确的值为g，并测得重锤的质量为m．试用这些物理量和图2纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小f=$m[g-\frac{{（{s_2}-{s_1}）{f^2}}}{4}]$．
分析 通过实验的原理确定需要测量的物理量，从而确定不需要的测量步骤．实验时，打点计时器应接交流电源，先接通电源，再释放纸带．
解答 解：（1）该实验中，先按如图进行准备实验；打点计时器接到电源的交流输出端上，不应用直流输出端，故B错误；我们是比较mgh、$\frac{1}{2}m{v}^{2}$的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平．故C没有必要；先接通电源，后释放悬挂纸带的夹子，让重物带着纸带自由下落；在研究纸带，进行重力势能和动能增量的比较即可，故选：BC．
（2）利用匀变速直线运动的推论△x=at2
a=$\frac{△x}{{t}^{2}}$=$\frac{{s}_{2}-{s}_{1}}{4{T}^{2}}=\frac{（{s}_{2}-{s}_{1}）{f}^{2}}{4}$．
（3）根据牛顿第二定律有：mg-f=ma，因此只有知道重锤的质量m，即可求出阻力大小．
f=mg-ma=$m[g-\frac{{（{s_2}-{s_1}）{f^2}}}{4}]$
故答案为：（1）BC；（2）$\frac{（{s}_{2}-{s}_{1}）{f}^{2}}{4}$；（3）$m[g-\frac{{（{s_2}-{s_1}）{f^2}}}{4}]$
点评 纸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和加速度，求出速度和加速度是解答这类问题的关键．
练习册系列答案
相关题目
杭城的许多餐厅生意火爆，能为服务更多的顾客，服务员需要用最短的时间将菜肴送至顾客处．某服务员用手托托盘方式（如图）给10m远处顾客上菜，要求全程托盘水平．托盘和手、腕之间的摩擦因数分别为0.2、0.125，服务员上菜最大速度为2.5m/s，g=10m/s2，可认为最大静摩擦力等于滑板摩擦力．
17．把皮球从地面以某一初速度竖直上抛，经过一段时间后皮球又落回抛出点，上升最大高度的一半处记为A点．以地面为零势能面．设运动过程中受到的空气阻力大小与速率成正比，则下列说法不正确的是（ ）
| A． | 皮球上升过程中的克服重力做功等于下降过程中重力做功 | |
| B． | 皮球上升过程中重力的冲量大于下降过程中重力的冲量 | |
| C． | 皮球上升过程与下降过程空气阻力的冲量大小相等 | |
| D． | 皮球下降过程中重力势能与动能相等的位置在A点下方 |
如图所示，在真空中波长为600$\sqrt{2}$nm的激光束从A点射入圆柱形玻璃介质．若该激光束经折射后从B点射出，射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为30°，AB弧所对的圆心角为120°，求该激光束在玻璃中的波长．
1．
如图所示，赤道上随地球自转的物体A，赤道上空的近地卫星B、地球同步卫星C，它们的运动都可视为匀速圆周运动，比较三个物体的运动情况，以下判断正确的是（ ）
如图所示，赤道上随地球自转的物体A，赤道上空的近地卫星B、地球同步卫星C，它们的运动都可视为匀速圆周运动，比较三个物体的运动情况，以下判断正确的是（ ）| A． | 三者的周期关系为TA＜TB＜TC | |
| B． | 三者线速度大小关系为vC＞vA＞vB | |
| C． | 三者角速度大小关系为ωA＜ωC＜ωB | |
| D． | 三者向心加速度大小关系为aB＞aC＞aA |
11．
2011年7月27日清晨，中国西昌卫星发射中心发射场周边雷电交加、暴雨如注，就在两次雷电间隙，“长征三号甲”点火腾空，宛如一条火龙在暴雨雷电中直刺苍穹，将第九颗北斗导航卫星成功送入太空预定转移轨道，这是北斗导航系统组网的第四颗倾斜地球同步轨道卫星，该卫星的轨道平面与赤道平面不重合，且卫星的周期与地球的自转周期相等．关于第九颗北斗导航卫星的下列说法中，正确的是（ ）
2011年7月27日清晨，中国西昌卫星发射中心发射场周边雷电交加、暴雨如注，就在两次雷电间隙，“长征三号甲”点火腾空，宛如一条火龙在暴雨雷电中直刺苍穹，将第九颗北斗导航卫星成功送入太空预定转移轨道，这是北斗导航系统组网的第四颗倾斜地球同步轨道卫星，该卫星的轨道平面与赤道平面不重合，且卫星的周期与地球的自转周期相等．关于第九颗北斗导航卫星的下列说法中，正确的是（ ）| A． | 卫星的发射速度大于7.9km/s | |
| B． | 卫星运行时能经过北极的正上方 | |
| C． | 卫星离地面的高度为一定值 | |
| D． | 卫星运行的向心加速度大于地球表面的重力加速度 |
18．如图所示为闭合电路电源的输出功率随电流变化的图象，由此图象可以判断（ ）
| A． | 电源的内耗功率最大为9W | |
| B． | 电源的效率最大为50% | |
| C． | 输出功率最大时，外电路的总电阻为4Ω | |
| D． | 电源的电动势为12V |
15．
柔软的细金属丝弯成一个矩形闭合线框用绝缘细线悬挂起来，如图所示，若匀强磁场与线框平面垂直，开始时磁场很强，当磁场均匀减弱时（$\frac{△B}{△t}$=k，k＜0）．则正确的是（ ）
柔软的细金属丝弯成一个矩形闭合线框用绝缘细线悬挂起来，如图所示，若匀强磁场与线框平面垂直，开始时磁场很强，当磁场均匀减弱时（$\frac{△B}{△t}$=k，k＜0）．则正确的是（ ）| A． | 细线可能断掉 | B． | 线框可能断裂 | ||
| C． | 线框可能变成圆形 | D． | 线框绕过a的竖直轴转动 |
如图所示的直角坐标系中，从直线x=-2l0到y轴区域存在两个大小相等、方向相反的有界匀强电场，其中x轴上方的电场方向沿y轴负方向，x轴下方的电场方向沿y轴正方向．在电场左边界从A（-2l0，-l0）点到C（-2l0，0）点的区域内，连续分布着电量为+q、质量为m的粒子．从某时刻起，A点到C点间的粒子依次连续以相同速度v0沿x轴正方向射入电场．从A点射入的粒子恰好从y轴上的A′（0，l0）点沿x轴正方向射出电场，其轨迹如图所示．不计粒子的重力及它们间的相互作用．