（18分）（1）用如图a所示的装置“验证机械能守恒定律”①下列物理量需要测量的是、通过计算得到的是（填写代号）A．重锤质量

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（18分）（1）用如图a所示的装置“验证机械能守恒定律”
①下列物理量需要测量的是        、通过计算得到的是        （填写代号）
A．重锤质量     B．重力加速度
C．重锤下落的高度   D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度
②设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g．图b是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点．根据测得的s₁、s₂、s₃、s₄写出重物由B点到D点势能减少量的表达式        ，动能增量的表达式        ．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是        （填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减小量．

答案

（1）①C（1分）、D（1分） ②mg（s₃-s₁）（2分），

（2分），小于（2分）

解析

试题分析：①由机械能守恒原理

,需要测量的是高度，所以先C，需要计算得出的是相对应的速度，选择D。 ②B点到D点势能减少量的表达式mg（s₃-s₁）,动能的增量为

，其中

，解得动能增量为

，由动能定理可得

，所以实验的动能增量总是小于重力势能的减小量

举一反三

（8分）如图， “验证变力做功的动能定理”的实验装置放置在水平桌面上，两块磁铁分别安装于力传感器和小车对应位置，且同性磁极相对，两挡光片宽均为1cm。

（1）让小车向力传感器方向运动，挡光片a经过光电门传感器时测得此时小车速度v₀，同时触发力传感器以及位移传感器工作，磁力对小车做功（选填“正”或“负”），挡光片b（a、b间距为5cm）经过光电门时再次测得此时小车的速度v_t，同时（实际有一定延时）触发传感器停止工作。

（2）计算机上显示出F-s图像，图像中的即为此过程变力做功W。
（3）某同学测得小车及车上传感器、磁铁等总质量m＝0.180kg，v₀＝0.341m/s，v_t＝0.301m/s，则小车动能的变化量ΔE_k＝ J（保留两位有效数字），他选取如右图所示的选择区域后，计算机自动计算出变力做功W，发现W与ΔE_k相差较大，其主要原因是。

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（7分）（1）用螺旋测微器测一圆形工件的直径，情况如下图所示，读数为 mm。

（2）下图是某同学设计的探究橡皮筋的弹性势能E_p与伸长量d之间关系的实验装置。他进行了如下操作：将长木板放在桌面上调至水平，橡皮筋一端固定在墙上，另一端被小车拉长了d，小车由静止释放后带动穿过打点计时器的纸带沿长木板运动。共做了三次实验，各次小车由静止开始运动的位置不同（即橡皮筋的伸长量d不同），分别打出三条纸带。打点计时器电源的频率为50Hz。

①该同学利用纸带已经算出了第3次实验小车的最大速度，请你根据第1次和第2 次实验得到的纸带对应的数据算出这两次实验小车的最大速度并填在表格对应的位置上。（下图为打点计时器连续打出的点的一部分）

实验次序	1	2	3
d /cm	5.00	10.00	20.00
v_max/(m·s^-1)			4.0

②下列关于该实验的叙述正确的是
a．本实验是根据橡皮筋的弹性势能E_p等于小车的最大动能来探究E_p与橡皮筋的伸长量d之间的函数关系的
b．小车在橡皮筋的作用下做匀加速直线运动
c．实验误差的主要来源是水平木板对小车的摩擦阻力
d．根据表格中的数据可以分析出，在误差允许范围内E_p与d成正比例函数关系

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为探究“合力做功与物体动能改变的关系”，某同学设计了如下的实验步骤：

A．将一端带滑轮的长木板放在水平桌面上，使带滑轮的一端伸出桌沿，在无滑轮的一端安装打点计时器，打点计时器跟50H_Z交流电源相连。

B．将质量为400g的小车放在打点计时器附近，纸带通过打点计时器限位孔后跟小车相连，在木板的右端垫一个垫块，前后移动垫块，使小车拖着纸带沿木板向下运动时打点计时器在纸带上所打的点恰好间隔相等。

C．保持木板与水平桌面间夹角不变，继续将质量为400g的小车放在打点计时器附近，纸带通过打点计时器限位孔后跟小车相连，在质量分别为10g、50g、100g的三种钩码中，挑选了一个质量为100g的钩码挂在拉线的挂钩P上，如图甲所示。

D．打开打点计时器的电源，由静止释放小车，打出一条纸带如图乙所示。

（1）他在打点计时器所打的第一个点上标上O，在O点后面一定距离处开始每5个点作为一个计数点，依次标上“1”、“2”、“3”，用刻度尺测出了“1”、“2”、“3”各计数点到O点的距离S₁、S₂、S₃的值如图乙所示。则计数点“1”、“2”、“3”中两相邻计数点间的时间间隔T= s，打点计时器打下计数点“2”时小车的速度v₂= m/s。（小数点后保留两位）
（2）他把小车作为研究对象，将钩码的重力当作小车受到的合力，利用打计时器打下O点到打下计数点“2”的过程来探究合力对小车做的功与小车动能改变的关系，若实验所在地的重力加速度g=9.80m/s²，则合力对小车做的功为W=____ _ ___ J，小车动能的改变为△E_k="________" J。
（3）比较W和△E_k的大小，显然W与△E_k相差较大，即他不能得到“合力对物体做的功等于物体动能的改变”这一结论，请你根据该同学的实验装置和操作过程帮他分析一下，造成以上实验结果的主要原因是：。

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在探究力的平行四边形定则的实验中，采取下列哪些方法可以减小实验误差

A．两个分力F₁和F₂间的夹角要尽可能大

B．两个分力F₁和F₂的大小要适当大一些

C．拉橡皮筋的细绳套要短一些

D．弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤的刻度

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一组同学利用图示的装置研究“质量一定时，加速度与力的关系”。

(1) 实验中，认为小车受到的拉力F等于沙桶及其中沙的总重力，通过分析纸带得到小车运动的加速度a的大小。正确使用电火花打点计时器，打出的某一条纸带如下图， A、B、C、D、E、F是6个计数点，相邻计数点间还有四个点未标出。利用图中给出的数据可求出小车的加速度a =______m/s²，B点的速度v_B=______m/s。

(2)该组同学利用图示装置，测得多组小车所受拉力F和加速度a的数据，如下表：
①根据测得的数据，在上右图中作出a~F图象；

②由图象可知，小车与长木板之间的最大静摩擦力大小为 N。

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（18分）（1）用如图a所示的装置“验证机械能守恒定律”①下列物理量需要测量的是 、通过计算得到的是 （填写代号）A．重锤质量