1、实验题  用如图实验装置验证m1 、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m1=50g 、m2=150g ，则（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）
（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．将打点计时器接到直流电源上；
C．先释放m2，再接通电源打出一条纸带；
D．测量纸带上某些点间的距离；
E．根据测量的结果，分别计算系统减少的重力势能和增加的动能。
其中操作不当的步骤是：____________（填选项对应的字母）。
（2）在纸带上打下记数点5时的速度v= ____________m/s；
（3）在打点0~5过程中系统动能的增量△EK=____________J，系统势能的减少量△EP=____________J，由此得出的结论是____________；
（4）若某同学作出图像如图，写出计算当地重力加速度g的表达式____________，并计算出当地的实际重力加速度g=____________m/s2。

参考答案：

（1）BC
（2）2.4
（3）0.58，0.60，在误差允许的范围内m1、m2组成的系统机械能守恒
（4）（m2－m1）gh=（m1+m2）v2，9.7

本题解析：

本题难度：一般

2、简答题  完成下列关于“验证机械能守恒定律”实验的有关问题：

（1）在验证机械能守恒定律时，如果以

参考答案：（1）物体下落时初速度为零，根据机械能守恒可知：mgh=12mv2，即v22=gh，故若以v22为纵轴，以h为横轴，图线是过原点的直线，其斜率大小等于重力加速度．
故答案为：重力加速度g．
（2）根据逐差法有：a1=s4-s13T2
a2=s5-s23T2
a3=s6-s33T2
a=a1+a2+a33=(s6+s5+s4-s3-s2-s1)9T2
根据匀变速直线运动的规律可知打5号计数点时速度大小为：
v5=s6+s52T
故答案为：(s6+s5+s4-s3-s2-s1)9T2，(s6+s5)2T．

本题解析：

本题难度：一般

3、简答题  在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量为m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为打点计时器打出的第一个点，点A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度为g=9.8m/s2．那么
（1）纸带的______端（选填“左”或“右”）与重物相连；
（2）根据下图上所得的数据，应取图中O点和______点来验证机械能守恒定律；
（3）从O点到所取点，重物重力势能减少量△Ep=______J，动能增加量△Ek=______J（结果取3位有效数字）．

参考答案：（1）重物下落时做匀加速运动，故纸带上的点应越来越远，故应该是左端连接重物．
（2）验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能△Ep=mgh和增加的动能△Ek=12mv2之间的关系，所以我们要选择能够测h和v的数据．故选B点．
（3）减少的重力势能△Ep=mgh=1×9.8×19.2×10-2=1.88J
vB=xAC2T=(23.28-15.55)×10-22×0.02=1.9325m/s
所以：增加的动能△Ek=12mv2=12×9.8×1.93252=1.84J
故答案为：（1）左；（2）B；（3）1.88；1.84

本题解析：

本题难度：一般

4、简答题  在《验证机械能守恒定律》实验中，两实验小组同学分别采用了如图甲和乙所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验．

①在甲图中，下落物体应选择密度______（选填“大”或“小”）的重物；在乙图中，两个重物的质量关系是m1______m2（选填“＞”、“=”或“＜”）；
②采用图乙的方案进行实验，除图中的器材外，还需要的实验器材有交流电源、刻度尺和______；
③某次实验所打纸带如图丙所示，O为第一个点，A、B、C、D点到O点的距离已标出，打点时间间隔为0.02s，则记录C点时，重物速度vC=______m/s（保留三位的效数字）．
④比较两种实验方案，你认为______更合理，理由是______．

参考答案：（1）为了减小实验的误差，甲图中的重物应选择质量大，体积小的重物，即密度大的重物．
乙图是验证系统机械能是否守恒，m1向下运动，m2向上运动，所以m1＞m2．
（2）验证系统机械能是否守恒，即验证系统动能的增加量和系统重力势能的减小量是否相等，动能的增加量为△Ek=12（m1+m2）v2，
重力势能的减小量为△EP=（m1-m2）gh．
可知需要测量两个重物的质量，所以实验器材还需要天平．
（3）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小．
vC=xBD2T=0.049-0.01782×0.02m/s=0.780m/s
（4）甲方案更合理，因为在乙图中受到细绳和滑轮之间的摩擦力的影响．
故答案为：（1）大，＞
（2）天平
（3）0.780
（4）甲，乙图中受到细绳和滑轮之间的摩擦力的影响．

本题解析：

本题难度：简单

5、实验题  用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。
甲
（1）实验小组A不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏了，剩下的一部分纸带上各点间的距离如图所示的数值，已知打点计时器的周期为T=0.02S，重力加速度g=10m/s2；重锤的质量为m=1kg，已知S1=0.98cm，S2=1.42cm，S3=1.78cm，S4=2.18cm，重锤从B点到C点重力势能变化量是_________________J，动能变化量是_________________J。（结果保留三位有效数字）
乙
（2）若实验小组B在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动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，因此想到可以通过该实验装置测阻力的大小。根据已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，电源的频率为f,用这些物理量求出了重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F＝___________（用字母g、m、f、S1、S2、S3、S4表示）。

参考答案：（1）0.142；0.140
（2）F＝m[g－]

本题解析：

本题难度：一般