某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律．钢球自由下落过程中，先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB．用钢球通过光电门的平均速度
题型：盐城二模难度：来源：
（1）用游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径为D=______cm．
（2）要验证机械能守恒，只要比较______．
A．D2(
| 1 | ||
|
| 1 | ||
|
B．D2(
| 1 | ||
|
| 1 | ||
|
C．D2(
| 1 | ||
|
| 1 | ||
|
D．D2(
| 1 | ||
|
| 1 | ||
|
（3）钢球通过光电门的平均速度______（选填“＞”或“＜”）钢球球心通过光电门的瞬时速度，由此产生的误差______（选填“能”或“不能”）通过增加实验次数减小．
答案
（2）利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故：v=
| D |
| t |
根据机械能守恒的表达式有：mgh=
| 1 |
| 2 |
| 1 | ||
|
| 1 | ||
|
即只要比较D2(
| 1 | ||
|
| 1 | ||
|
故选D．
（3）根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度，
所以钢球通过光电门的平均速度＜钢球球心通过光电门的瞬时速度，
由此产生的误差不能通过增加实验次数减小．
故答案为：（1）0.950cm
（2）D
（3）＜，不能
举一反三
现有器材：
直流电源E（电动势6V，内阻不计）；
电压表
（量程6V，内阻约为4×104Ω）；
电流表
（量程300mA，内阻约为2Ω）；
电流表
（量程600mA，内阻约为1Ω）；
滑动变阻器R（最大阻值约为30Ω）；
电子键S，导线若干．
①如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是______．
②如图1已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接．
（2）某同学用如图2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的频率为50Hz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，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．
①他进行了下面几个操作步骤：
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．先接通电源，后释放纸带，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步骤是______，操作不当的步骤是______．
②他进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析．如图3所示．其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点．根据以上数据，当打点到B点时重锤的速度______m/s，计算出该对应的
| 1 |
| 2 |
③他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以
| v2 |
| 2 |
④他进一步分析，发现本实验存在较大误差．为此设计出用如图5示的实验装置来验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出AB之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d．重力加速度为g．实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．小铁球通过光电门时的瞬时速度v=______．如果d、t、h、g存在关系式______，也可验证机械能守恒定律．
⑤比较两个方案，改进后的方案相比原方案的最主要的优点是：______．
①所用重锤的质量m=1.0kg，打点计时器所用电源频率50Hz，打下的纸带如图所示（图中的数据为从起始点0到该点的距离）．则打在B点时，重锤的速度vB=______m/s，重锤的动能EKB=______J，从开始下落到打B点时，重锤的势能减小量是______J（G取10m/s2，取两位有效数字）．
②根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，则以v2为纵轴，以h为横轴，画出的图线应是下图中的______．
（2）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=______．
