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    18．如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以验证机械能守恒定律．

    （1）所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需D（填字母代号）中的器材
    A．直流电源、天平及砝码    B．直流电源、毫米刻度尺
    C．交流电源、天平及砝码    D．交流电源、毫米刻度尺
    （2）已知实验所用重物的质量为m，打点计时器打点周期为T，当地重力加速度为g．如图所示为实验得到的一条点迹清晰的纸带，把第一个点记做O，另选连续的3个点A、B、C作为测量点．经测量A、B、C各点到O点的距离分别为S1、S2、S3．根据以上测量结果可知当打点计时器打下B点时重物的速度v=$\frac{{S}_{3}-{S}_{1}}{2T}$，重物重力势能减少量△Ep=mgS2，动能增加量等于△Ek=$\frac{1}{2}$ m（$\frac{{S}_{3}-{S}_{1}}{2T}$ ）2．（用m、T、g、S1、S2、S3表示）

    （3）这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量大于动能的增加量（填“大于”、“小于”或“等于”）．

    分析 根据用打点计时器验证机械能守恒定律的原理，和实验的步骤可以判断遗漏的器材．
    纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．

    解答 解：（1）打点计时器需接交流电源，验证：mgh与$\frac{1}{2}$ mv2关系，m约掉了，所以不要天平和砝码．
    计算速度需要测相邻计数点的距离，需要刻度尺，
    故选：D．
    （2）利用匀变速直线运动的推论得：
    vB=$\frac{{x}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{{S}_{3}-{S}_{1}}{2T}$
    重物重力势能减少量△Ep=mgh=mgS2
    动能增加量等于△Ek=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$-0=$\frac{1}{2}$ m（$\frac{{S}_{3}-{S}_{1}}{2T}$ ）2
    （3）由于纸带与打点计时器间有摩擦阻力和空气阻力，所以重力势能的减少量大于动能的增加量．
    故答案为：（1）D；
    （2）$\frac{{S}_{3}-{S}_{1}}{2T}$，mgS2，$\frac{1}{2}$ m（$\frac{{S}_{3}-{S}_{1}}{2T}$ ）2；
    （3）大于．

    点评 根据用打点计时器测重力加速度的实验原理，可以判断实验需要的器材．
    运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题，同时要熟练应用基本物理规律解决实验问题．

    练习册系列答案
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    A．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引，再将钢棒的这端接近磁针的南极，两者互相排斥
    B．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引；再将钢棒的另一端接近磁针的北极，两者仍互相吸引
    C．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的南极两者仍互相吸引
    D．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相排斥

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    A．角速度之比ωA：ωB=1：1B．角速度之比ωA：ωB=1：2
    C．线速度之比vA：vB=1：$\sqrt{2}$D．线速度之比vA：vB=1：2

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    6．在验证机械能守恒定律实验时：
    （1）关于本实验的叙述中，正确的有AD
    A、打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直线上并安装稳定，以减少纸带下落过程中的阻力
    B、需用天平测出重锤的质量
    C、打点计时器用四节干电池串联而成的电池组作为电源
    D、用手托着重锤，先闭合打点计时器的电源开关，然后释放重锤
    E、打出的纸带中，只要点迹清晰，就可以运用公式mg△h=$\frac{1}{2}$mv2，来验证机械能是否守恒
    F、验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面
    （2）验证机械能是否守恒时，实验中计算某一点的速度，甲同学用v=gt来计算，乙同学用vn=$\frac{（{s}_{n}+{s}_{n+1}）}{2T}$来计算．其中乙同学的计算方法更符合实验要求．重力加速度g的数值，甲同学用9.8m/s2代入，乙同学用通过对纸带分析计算出重锤下落的实际加速度代入，丙同学用当地的实际重力加速度代入，其中丙同学的做法是正确的．
    （3）甲同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量△Ep略大于动能的增加量△Ek，乙同学发现△Ep＜△Ek，实验过程中肯定存在错误的是乙同学．本实验中引起误差的主要原因是重锤下落过程中存在着阻力作用．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    13．有甲、乙两个完全相同的带电小球（可视为点电荷），甲球的带电量为q1=1.0×10-5C，乙球的带电量为q2=-9.0×10-5C，当两个小球相距3m时，它们间的静电力大小是多少？是斥力还是引力？
    若把它们相互接触后再放回原处，它们间的静电力大小是多少？是斥力还是引力？（静电力常量k=9.0×109Nm2/C2）

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    C．重力不做功，弹簧弹力不做功，弹性势能不变
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