1、简答题  物体在空中下落的过程中，重力做正功，物体的动能越来越大，为了“探究重力做功和物体动能变化间的定量关系”，我们提供了如下图的实验装置．
（1）某同学根据所学的知识结合右图设计一个本实验情景的命题：如图所示，设质量为m（已测定）的小球在重力mg作用下从开始端自由下落至光电门发生的位移s，通过光电门时的速度v，试探究外力做的功mgs与小球动能变化量

参考答案：（2）②刻度尺测量误差较大，用螺旋测微器测量的读数单位若为mm，小数点后面应有三位，精确到千分之一，根据小球的直径为10.0mm，知是用游标卡尺测量的．
③要求出重力做功的大小，需测量出电磁铁下端到光电门的距离．
⑦小球的速度v=dt=10×10-32.5×10-3m/s=4.0m/s，则小球动能的变化量△Ek=12mv2=12×0.5×16=4.00J．
（3）重力做功为4.02J，小球动能变化量为4.00J，在误差允许范围内外力做功与动能变化量相等．
故答案为：（2）②游标卡尺，③光电门，④吸在电磁铁下端?⑦4.00?（3）在误差允许范围内外力做功与动能变化量相等

本题解析：

本题难度：一般

2、填空题  如图a所示，是利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验．
（1）某同学的实验操作步骤如下：
A．用天平测量出重锤的质量
B．按图示的装置安装器件
C．将打点计时器接到电源的直流输出端上
D．接通电源后释放纸带，打出一条纸带
E．换用另外的纸带，重复步骤D
F．选取合适的纸带
G．测量所选纸带上某些点之间的距离
H．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能和它增加的动能，比较二者是否相等
请你指出：①以上实验步骤中一个可以不必要的操作步骤是______；②操作有错误的实验步骤是______．（填字母代号）
（2）某实验小组打出了三条纸带，但是由于实验操作不规范，三条打点纸带的第1个点和第2个点之间的距离都明显的不接近2mm，于是他们选择了如图b所示的一条点迹清晰且在一条直线上的纸带进行数据处理．他们首先在所选择纸带的前四个点的上
方标上1、2、3、4，在后面适当的位置又选取了5个连续点，分别标上A、B、C、D、E；然后他们设计了三种数据处理方案来验证机械能守恒定律．

方案1：选择第1个点作为过程的起点，分别选择点B、C、D作为过程的终点，用刻度尺量出点A、B、C、D、E到第1个点的距离h1、h2、h3、h4、h5，利用vn=

参考答案：（1）在验证机械能守恒定律的实验中，验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可测可不测，所以不必要的步骤为A．
打点计时器应接交流电源，所以错误的操作步骤为C．
（2）最合理的方案是方案3，对于方案1，不能选择第1个点作为起点，第1个点已经有了初速度．对于方案2，不能用v=gt计算速度，运动的过程中由于阻力的影响，实际加速度小于重力加速度．
（3）D点的速度等于CE的平均速度，所以vD=xCE2T=0.16760.04m/s=4.19m/s．
故答案为：（1）A?C?　　
（2）方案3?　　　
理由1：研究过程的起点不能选在第1点（或者“打第1点和纸带的释放不同步”、“打第1点时重物已经有了一个初速度”、“打第1点时重物已经下落了一段距离”）
理由2：不能用v=gt计算速度（由于空气阻力、摩擦阻力、打点阻力的影响，重物实际下落的加速度小于重力加速度g，用v=gt计算速度会使动能增量的测量值偏大，甚至会出现“动能的增加量大于重力势能的减少量的结果”）?
（3）4.19

本题解析：

本题难度：简单

3、简答题  某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律：
①．在操作步骤中释放纸带和接通电源的先后顺序应该是______．
②．若挑选的一条点迹清晰的纸带如图乙所示，实验时纸带的运动方向是______．（选填“A→F”或“F→A”）
③．如图乙所示，已知相邻两个点间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为s1、s2、s3、s4、s5（图中未标s3、s4、s5），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应过程中，重力对滑块（质量为m）所做的功W=______，该滑块动能改变量的表达式为△EK=______；（结果用题中已知物理量的符号表示）；若满足______，则重物下落过程中机械能守恒定律．

参考答案：①采取先接通电源后释放纸带．因为保证从速度为零开始计时，便于之后选取计数点；其次就是测量时间很短无法保证人能在合适时间开启电源，同时为了提高纸带的利用率，使纸带上尽量多的打点，
故答案为：先接通电源再释放纸带．
②物体做加速运动，速度越来越快，打点间隔越来越大，因此运动方向是F→A．
故答案为：F→A．
③根据重力做功特点可知：W=mg（s4-s1）
根据匀变速直线运动的特点有：
B点速度为：vB=s22T
vE=s5-s32T
所以动能增量为：△EK=12m[(s5-s32T)2-(s22T)2]或△EK=m8T2[(s5-s3)2-s22]．
根据功能关系可知，若重力做功和动能增量基本相等，则说明机械能是守恒的．
故答案为：W=mg（s4-s1），△EK=12m[(s5-s32T)2-(s22T)2]或△EK=m8T2[(s5-s3)2-s22]，W≈△EK．

本题解析：

本题难度：一般

4、简答题  （1）“在验证机械能守恒定律”时，如果以

参考答案：（1）在验证机械能守恒定律的实验中，有mgh=12mv2，由此得v22=gh，g是常数，所以图线为过原点的倾斜直线，图线的斜率等于g，即重力加速度．
故答案为：重力加速度g．
（2）在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度．纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表，由mgh=12mv2可知质量可以约掉，故重锤的质量可测可不测．
故本题答案为：C，G；?毫米刻度尺．
（3）在竖直方向上根据△y=gT2，则有：
T=

本题解析：

本题难度：一般

5、填空题  用如图甲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．调整错误后，再接通电源开关，释放悬挂纸带的夹子，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______；操作错误的步骤是______．
（2）如图（乙）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，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△EP=______，重锤动能的增加量为△EK=______．利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值，则根据这些条件和数据计算重锤下落的加速度a的表达式：a=______．

参考答案：（1）B：将打点计时器接到电源的“交流输出”上，故B错误，操作不当．
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没有必要．
故答案为：C，B．
（2）重力势能的减小量等于重力做功大小，故有：
△EP=mg（s0+s1）
由题意可知，各个点之间的时间间隔为T=1f，匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，由此可以求出C点的速度大小为：
vC=(s1+s2)f216
所以动能的增量为：
△EK=12mv2C=m(s1+s2)2f232
重锤下落时做匀加速运动，因此由逐差法得：
a=(s2-s1)4T2=(s2-s1)f24
或者从O到C根据功能关系有：
ma(s0+s1)=12mv2C
解得：a=(s1+s2)2f232(s0+s1)
故答案为：mg（s0+s1），m(s1+s2)2f232，(s2-s1)f24或(s1+s2)2f232(s0+s1)?．

本题解析：

本题难度：一般