Question

（1）（3分）如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)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(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)的痕跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟

A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器材

B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上

C．用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)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(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)到第一點(diǎn)之間的距離

F．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少了重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能

上述操作中沒(méi)有必要進(jìn)行的或者操作錯(cuò)誤的步驟是     （填入相應(yīng)的字母）。

（2）（8分）某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過(guò)滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：

①你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有                        ．

②實(shí)驗(yàn)時(shí)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(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是                              ，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是                                 ．

③在②的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m．讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v₁與v₂（v₁< v₂）．則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為                          （用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)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(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，平衡摩擦③mgL＝M−M

【解析】

試題分析：（1）B、應(yīng)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的交流輸出端上，故B操作不恰當(dāng)；

C、因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．故C沒(méi)有必要；

D、開(kāi)始記錄時(shí)，應(yīng)先給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電打點(diǎn)，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開(kāi)紙帶讓重錘下落，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源，由于重物運(yùn)動(dòng)較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差．故D操作不恰當(dāng)；故選BCD．

（2）①實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證動(dòng)能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動(dòng)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(tài)，其對(duì)細(xì)線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律，有對(duì)沙和沙桶，有 mg-T=ma

對(duì)小車，有 T=Ma   解得T=mg 故當(dāng)M＞＞m時(shí)，有T≈mg

小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來(lái)平衡摩擦力，故可以將長(zhǎng)木板的一段墊高；故答案為：沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，平衡摩擦；

③總功為：mgL   動(dòng)能增加量為：M−M故答案為：mgL=M−M。

考點(diǎn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律、探究功與速度變化的關(guān)系．