1、填空题  如图所示，将轻弹簧放在光滑的水平轨道上，一端与轨道的A端固定在一起，另一端正好在轨道的B端处，轨道固定在水平桌面的边缘上，桌边悬一重锤．利用该装置可以找出弹簧压缩时具有的弹性势能与压缩量之间的关系．
（1）为完成实验，还需下列哪些器材？答：______．
A．秒表?B．刻度尺?C．白纸?D．复写纸?E．小球?F．游标卡尺
（2）如果在实验中，得到弹簧压缩量x和小球离开桌面后的水平位移s的一些数据如下表，则得到的实验结论是______．

参考答案：（1）弹簧释放后，小球在弹簧的弹力作用下加速，弹簧与小球系统机械能守恒，小球离开桌面后，做平抛运动，根据平抛运动的知识可以求平抛的初速度，从实验数据得出弹簧的压缩量与小球的射程的关系，再从前面的结论得到弹性势能与小球的射程的关系，最后综合出弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间的关系．所以该实验中需要的器材有：B．刻度尺，用来测量弹簧压缩量x和小球离开桌面后的水平位移s?
C．白纸，D．复写纸，E．小球，小球平抛后落在放有复写纸的白纸上，确定落地的位置．
故选BCDE．
（2）释放弹簧后，弹簧储存的弹性势能转化为小球的动能
Ep=12mv2? ①
小球接下来做平抛运动，有
s=vt? ②
h=12gt2? ③
由①②③式可解得
Ep=ms2g4h? ④
由④的结论知：EP∝s2，
题目表格中给定的数据可知s∝x，综上可知：EP∝s2
故弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间的关系为EP∝x2，即?弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的平方成正比．
故答案为：（1）BCDE?
（2）弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的平方成正比

本题解析：

本题难度：一般

2、简答题  在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出五系列的点，如上图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s）：（g取9.8m/s2，结果保留二位有效数字）
（1）纸带的______（用字母表示）端与重物相连；
（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=______m/s；
（3）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=______J，此过程中物体动能增加量△Ek=______J；
（4）以h为横轴，v2/2为纵轴画v2/2-h图象为过原点的一条直线，其斜率为______．
（5）一般计算中△Ek小于△EP，原因是重物在下降过程中受到空气阻力和______．

参考答案：（1）物体做加速运动，因此点距越来越大，故纸带的P端与重物相连．
故答案为：P．
（2）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=0.98m/s
故答案为：0.98．
（3）O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是：△EP=mghOB=0.49J；
因此动能的增量为：△EK=12mv2B=0.48J
故答案为：0.49，0.48．
（4）根据mgh=12mv2得：
v22=gh，因此在v22与h的图线为过原点的直线，斜率表示重力加速度的大小，由于物体下落的过程中不可避免的受到阻力作用，因此动能的增加量小于势能的减小量．
故答案为：重力加速度，纸带跟限位孔间的摩擦阻力．

本题解析：

本题难度：一般

3、简答题  某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如图1，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．所用的XDS-007光电门传感器可测的最短时间为0.01ms．将挡光效果好、宽度为d=3.8×10-3m的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门．某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间△ti与图中所示的高度差△hi，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示．（取g=9.8m/s2，注：表格中M为直尺质量）

参考答案：（1）根据平均速度的定义v=△x△t可知，当位移很小，时间很短时可以利用平均速度来代替瞬时速度，由于本题中挡光物的尺寸很小，挡光时间很短，因此直尺上磁带通过光电门的瞬时速度可以利用vi=d△ti求出．
（2）根据题意可知：
V5═△x△t=4.22m/s
根据：，△Ek5=12Mv52-12Mv12，
将v=4.22m/s带入解得：△Ek5=4.00M? J
Mg△h5=4.02M．
（3）根据表中数据可知物体动能的增加量和重力势能的减小量基本相等，因此在误差范围内，可以得出物体机械能守恒的结论．
（4）根据实验可知：重力势能的减少量等于动能的增加量，即有：△Ek=mg△h成立，故△Ek-△h图象为过原点的直线，故ABD错误，C正确．
故答案为：（1）瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度
（2）4.22；?4.00M；?4.02M
（3）在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增量
（4）C

本题解析：

本题难度：一般

4、实验题  根据打出的纸带，如图，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x0，点A、C间的距离为x1，点C、E间的距离为x2，交流电的周期为T，则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为：a＝________。

(2)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增加的动能，其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，我们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为g，还需要测量的物理量是________(写出名称和符号)，重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小F＝________。

参考答案：(1)
(2)重锤的质量m；

本题解析：

本题难度：一般

5、简答题  某同学想利用古代抛石机的模型验证系统机
械能守恒定律，如图1所示，一轻杆可绕固定于水平地面的竖直支架上的转动轴O转动，轻杆左端固定一小球A，轻杆右端的勺形槽内放置另一小球B．当将轻杆由静止释放后，A球向下运动可带动轻杆逆时针转动，直到轻杆到达竖直位置时，B球被水平抛出．实验前已测得小球A、B的质量分别为mA、mB，A、B的球心离O的距离分别为LA、LB，转轴O离地面的高度为h0，已知重力加速度为g．
（1）该同学在某次实验时，将轻杆从水平位置无初速释放，则从释放到B球刚被抛出的过程中，系统势能的减少量为______；B球落地后，测得B球落地点与O点的水平距离为s，则由此可知，从释放到B球刚被抛出的过程中，系统动能的增加量为______．
（2）（多选题）为减小实验误差，可采取的措施有______
（A）尽量减小B球的质量? （B）选用硬度较高的轻杆
（C）尽量减小转轴O处的摩擦? （D）在同一高度多次释放A球的前提下，取B球的平均落点，然后测量s
（3）为进一步提高实验精度，也可多次改变A球释放的初始位置，如图2所示．测出A球离地高度h及对应的B球落地点与O点的水平距离s，然后根据测量数据作______图象，若得到一条过原点的直线，也可证明系统机械能守恒．

参考答案：（1）由题意可知，小球A下降，B球上升，则重力势能的差值，转化为两小球的动能，由于小球B在最高点做平抛运动，所以根据水平位移s，竖直高度h0+LB，
从而求出抛出速度为v=s

本题解析：

本题难度：一般