1、填空题  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落下，重锤从拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能定恒定律．

（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端上
C．用天平测量出重锤的质量
D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带
E．测量打出的纸带上某些点之间的距离
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
指出其中没有必要进行的步骤是______；操作不恰当的步骤是______．
（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值．如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式：a=______．
（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤动能的增加，
其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，可以通过该实验装置测定该阻力的大小．若已知当地重力加速度的值为g，还需要测量的物理量是______．试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为F=______．

参考答案：（1）没有必要进行的步骤是：
因为我们是比较mgh、12mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平．故C没有必要．故选C．
操作不恰当的步骤是：
应将打点计时器接到电源的交流输出端上，故B错误．
开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D错误．
故选BD．

（2）利用匀变速直线运动的推论△x=at2
a=△xt2=s2-s1(2T)2=14(S2-S1)f2
（3）还需要测量的物理量是重锤的质量m．
重物下落过程中受重力mg和阻力F，根据牛顿第二定律得：
F合=mg-F
F=mg-ma=mg-m4(S2-S1)f2
故答案为：（1）C、BD?
（2）14(S2-S1)f2
（3）重锤的质量m，mg-m4(S2-S1)f2

本题解析：

本题难度：一般

2、填空题  在“验证机械能守恒定律”的实验中选出一条如图所示的纸带，O为起始点，A、B、C为三个计数点．打点计时器接通50Hz的交变电流，用最小刻度为毫米的刻度尺测得OA=11.13cm，OB=17.75cm，OC=25.9cm，这三个数据中不符合有效数字要求的是______，在A和B之间、B和C之间还各有一个点，重锤的质量已知为1kg，根据以上数据，当打点针打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减小了1.74J，这时重锤的动能增加为______．

参考答案：最小刻度为mm，读数要有估计值，所以要估读一位，所以25.9cm不符合要求，应写成25.90cm；?
匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，因此有：
vB=xAC4T=1.846m/s
△EK=12mv2B=1.72J．
由实验数据可知，在实验误差范围内机械能守恒
故答案为：25.9； 1.72；?在实验误差范围内机械能守恒．

本题解析：

本题难度：一般

3、简答题  验证机械能守恒定律的实验中：质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s），长度单位cm，那么打点计时器打下记数点B时，物体的速度vB=______m/s；从起点O到打下记数点B的过程中重力势能减少量是△Ep=______J，此过程中物体动能的增加量△Ek=______J（g取9.8m/s2，所有结果保留两位有效数字．）；通过计算，数值上△Ep______△Ek（填“＞”“=”或“＜”），这是因为______；最后得出实验的结论是
______．

参考答案：中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：
vB=xAC2T=(7.06-3.14)×10-22×0.02=0.98m/s
△Ep=mgh=1×10×5.01×10-2=0.49J
△Ek=12mvB2=12×1×0.982=0.48J，
通过计算可以看出△EP＞△EK，这是因为纸带和重錘运动过程中受阻力，
最后得出实验的结论是：在实验误差允许的范围内机械能守恒．
故答案为：0.98m/s，0.49J，0.48J，＞，纸带和重錘运动过程中受阻力；在实验误差允许的范围内机械能守恒．

本题解析：

本题难度：一般

4、简答题  如图是某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，已知打点计时器的打点周期为T，自由下落的重锤质量为m，重力加速度为g，请完成以下问题：

（1）打点计时器打下点C时，物体的速度vc=______．
（2）从起点O到打下点C的过程中，重力势能的减少量△EP=______，此过程中物体动能的增加量△EK=______．

参考答案：（1）由匀变速直线运动的推论vn=xn+xn+12T得：
vC=S1+S24T
（2）从起点O到打下点C的过程中，重力势能的减少量△EP=mg（S0+S1）
动能的增加量△EK=12mvC2=m(S1+S1)232T2
故答案为：（1）S1+S24T；（2）mg（S0+S1）；m(S1+S1)232T2．

本题解析：

本题难度：简单

5、简答题  某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验，实验装置如图所示，实验器材有带有标度的竖直杆、光电计时器、小钢球等，小钢球的初始位置与标度O平齐，O、A、B、C、D、E间距相等．竖直杆上端固定一个电磁铁，通电时，小钢球被吸在电磁铁上，断电时，小钢球自由下落．光电门可以在竖直杆上移动．
（1）某同学用游标卡尺测量小钢球的直径，如图所示，读数为______cm；

（2）先将光电门夹在A处，光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为t，量出OA的距离为h，小钢球的直径为d．则小钢球运动到光电门处的瞬时速度v=______，当地的重力加速为______（用题中所给字母表示）；
（3）该同学通过移动光电门在竖直杆上的位置进行多次实验，若某次实验时光电门计时器记录下小钢球经过光电门的时间为

参考答案：（1）游标卡尺的读数等于7mm+0.05×10mm=7.50mm=0.750cm．
（2）小球通过光电门时的速度v=dt．
根据v2=2gh，解得g=v22h=d22ht2．
（3）若某次实验时光电门计时器记录下小钢球经过光电门的时间为12t，则通过光电门的速度变为原来的2倍，根据v2=2gh得，知下落的高度变为原来的4倍，因为OD=4OA，所以光电门应固定在D处．
故答案为：（1）0.750? （2）dt，d22ht2? （3）D．

本题解析：

本题难度：一般