1、简答题  “验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法（保留三位小数，取重力加速度g=10 m/s2）

（1）下列器材中不必要的是______（只需填字母代号）
A．重物B．纸带C．天平D．电源
（2）若实验中所使用的重物质量为m=1kg，打点纸带如图所示，数据都从同一点O开始测量，A、B、C为连续的三个点，若以起始点O点为参考点，打点计时间隔为0.02s，则记录B点时，重物的速度vB=______m/s，重物的动能为Ek=______；从开始下落到B点，重物的重力势能改变量是△EP=______，因此，可以得出的结论是______．

参考答案：（1）根据重物下落过程中机械能守恒的表达式可知，物体的质量可以约掉，因此本实验中不需要天平，故ABD错误，故C正确．
故选C．
（2）B点的速度为：vB=SAC2T=(31.8-7.8)×10-32×0.02=0.600m/s
重物的动能为：Ek=12mv2B=0.180（J）
重力势能的该变量为：mghOB=0.181（J）
由于重物下落时克服阻力做功，因此重力势能减小量略大于动能增加量，故在误差范围内机械能守恒．
故答案为：0.600m/s，0.180J，0.181J，误差范围内机械能守恒．

本题解析：

本题难度：一般

2、简答题  某同学在做验证机械能守恒定律的实验时，计算得到的重锤动能的增加量△Ek总大于重锤势能的减少量△Ep，试分析原因。

参考答案：答：本题可以从下两个方面进行分析：
(1) 由于重锤和纸带受到阻力的作用，它们下落的实际加速度a将小于重力加速度g，如果用重力加速度g来计算速度v=ngT，将使v值偏大；
(2) 在先接通电源使打点计时器工作，再让纸带从静止释放的过程中，常常容易造成纸带上记录的最初两个点之间的时间间隔小于0.02s，在计算中仍按0.02s计算，将使速度值v=ngT偏大，该同学使用的原理公式实际上是v=at，a=g，这实质上是与机械能守恒定律等价的该式恰恰是要被验证的结论。也就是说，该同学是用守恒定律得出的结论去求速度v。再用它验证守恒定律，这就犯了逻辑循环的错误，在实际应用中千万要避免出现这种原理性的错误。

本题解析：

本题难度：一般

3、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，据此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．释放纸带，立即接通电源开关打出一条纸带；
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______（将其选项对应的字母填在横线处）
（2）在验证机械能守恒定律的实验中，若以v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2---h的图象应是______，才能验证机械能守恒定律；v2---h图象的斜率等于______的数值．

参考答案：（1）B：将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误．
C：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错误．
D：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．
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：BCD．
（2）利用v2-h图线处理数据，物体自由下落过程中机械能守恒，mgh=12mv2，
即v2=2gh
所以以v2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线．
那么v2-h图线的斜率就等于2g．
故答案为：（1）BCD；（2）过原点的倾斜直线，2g．

本题解析：

本题难度：一般

4、填空题  如图，这是验证机械能守恒定律实验中得到的一条纸带．已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度g=9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg，A、B、C、D是连续打出的四个点，它们到起始点O（经过O点时的初速度等于零）的距离如图所示，则由图中数据可知，重物经过C点时的速率为______m/s，由O点运动到C点，动能的增加量等于7.56J，重力势能的减少量等于______J．由此得到的结论是：______．（取三位有效数字）．

参考答案：利用匀变速直线运动的推论
vC=xBDtBD=(0.8573-0.7018)m2×0.02S=3.89 m/s
重力势能减小量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.7776 J=7.62? J．
在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
故答案为：3.89，7.62，在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．

本题解析：

本题难度：一般

5、实验题  （1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，有下列器材可供选择：
A、带夹子的铁架台
B、电火花计时器
C、220V交流电源
D、 纸带
E、带夹子的重物
F、秒表
G、天平
H、刻度尺
其中不必要的器材有_______________；（填器材前面的字母）
（2）在实验中，已知打点计时器所用电源频率为50Hz。已知当地的重力加速度g=9.80m/s2。所用重物的质量为0.50kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一点计作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，如图所示。经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为23.77cm、28.20cm、33.00cm、38.20cm。根据以上数据，可知打C点时重物的速度为_______________m/s，重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于_______________J，动能的增加量等于_______________J。（取3位有效数字）

参考答案：（1）FG
（2）2.50，1.62，1.56

本题解析：

本题难度：一般