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【题目】如图1所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可“验证机械能守恒定律”。

①已准备的器材有:打点计时器带导线、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还必需的器材是 只有一个选项符合要求。填选项前的符号

A直流电源、天平及砝码

B直流电源、刻度尺

C交流电源、天平及砝码

D交流电源、刻度尺

②安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图3所示其中一段纸带图中未画出。图中O点为打出的起始点,且速度为零。

选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点。其中测出D、E、F点距起始点O的距离如图所示。已知打点计时器打点周期为T=002s。由此可计算出物体下落到E点时的瞬时速度vE =______ m/s结果保留三位有效数字

③若已知当地重力加速度为g,代入图2中所测的数据进行计算,并将 进行比较用题中所给字母表示,即可在误差范围内验证,从O点到E 点的过程中机械能是否守恒。

④某同学进行数据处理时不慎将纸带前半部分损坏,找不到打出的起始点O了,如图3所示。于是他利用剩余的纸带进行如下的测量:以A点为起点,测量各点到A点的距离h,计算出物体下落到各点的速度v,并作出v2-h图像。图4中给出了a、b、c三条直线,他作出的图像应该是直线_________;由图像得出,A点到起始点O的距离为_________cm结果保留三位有效数字

⑤某同学在家里做“验证机械能守恒定律”的实验,他设计的实验装置如图5所示,用细线的一端系住一个较重的小铁锁可看成质点,另一端缠系在一支笔上,将笔放在水平桌面的边上,用较重的书压住。将铁锁拉至与桌面等高处细线拉直,然后自由释放。在笔的正下方某合适位置放一小刀,铁锁经过时,细线立即被割断,铁锁继续向前运动,落在水平地面上。测得水平桌面高度为h,笔到铁锁的距离为l,笔到铁锁落地的水平距离为s。若满足s2=___________用l、h表示,即可验证铁锁从释放至运动到笔的正下方的过程中机械能守恒。

【答案】2 D 304 gh2 a,100 4lh-l

【解析】

试题分析:打点计时器需要交流电源,测量纸带还需要刻度尺,故选项D正确,由于该实验是验证机械能守恒定律,质量可以约掉,故不需要测量其质量的大小,所以选项C错误打E点时的速度为vE==304m/s;根据机械能守恒,则mgh2=故只需要验证gh2的关系即可;若是从A点开始计时的,则mgh=,故v2=2gh+vA2;即当h=0时,v2不是0,故图像应该是直线a,由图像可知,当v=0时,h=-10cm,故说明A点到起始点O的距离为10cm;若机械能守恒,则mgl=又因为线割断铁锁做平抛运动,此后锁下落的时间为t=,则锁的速度v2=,代入上式得s2=4lh-l

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