Question

（1）（3分）如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點的痕跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律，下面列舉了該實驗的幾個操作步驟

A．按照圖示的裝置安裝器材

B．將打點計時器接到電源的直流輸出端上

C．用天平測量出重錘的質量

D．先松手釋放紙帶，再接通電源打出紙帶

E．選擇合適的紙帶，測量打出的紙帶上某些點到第一點之間的距離

F．根據測量的結果計算重錘下落過程中減少了重力勢能是否等于增加的動能

上述操作中沒有必要進行的或者操作錯誤的步驟是     （填入相應的字母）。

（2）（8分）某探究學習小組的同學欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙．當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：

①你認為還需要的實驗器材有                        ．

②實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質量應滿足的實驗條件是                              ，實驗時首先要做的步驟是                                 ．

③在②的基礎上，某同學用天平稱量滑塊的質量M．往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質量m．讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v₁與v₂（v₁< v₂）．則本實驗最終要驗證的數學表達式為                          （用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）．

 

Answer 1

【答案】

（1）BCD（2）①刻度尺、天平②沙和沙桶的總質量遠小于滑塊的質量，平衡摩擦③mgL＝M−M

【解析】

試題分析：（1）B、應將打點計時器接到電源的交流輸出端上，故B操作不恰當；

C、因為我們是比較mgh、mv²的大小關系，故m可約去比較，不需要用天平．故C沒有必要；

D、開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重錘下落，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數據的采集和處理，會對實驗產生較大的誤差．故D操作不恰當；故選BCD．

（2）①實驗要驗證動能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動能，故還要天平和刻度尺；故答案為：刻度尺、天平；

②沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態，其對細線的拉力小于重力，設拉力為T，根據牛頓第二定律，有對沙和沙桶，有 mg-T=ma

對小車，有 T=Ma   解得T=mg 故當M＞＞m時，有T≈mg

小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高；故答案為：沙和沙桶的總質量遠小于滑塊的質量，平衡摩擦；

③總功為：mgL   動能增加量為：M−M故答案為：mgL=M−M。

考點：驗證機械能守恒定律、探究功與速度變化的關系．