用如图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的交流电和直流电两种，重锤从高处由静止开始落下，重锤从拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能定恒定律．

（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
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端上
C．用天平测量出重锤的质量
D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带
E．测量打出的纸带上某些点之间的距离
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
指出其中没有必要进行的步骤是

C

C

；操作不恰当的步骤是

BD

BD

．
（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值．如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s₀，点A、C间的距离为s₁，点C、E间的距离为s₂，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式：a=

1

4

(S2-S1)f2

1

4

(S2-S1)f2

．
（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤动能的增加，
其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，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的值为g，还需要测量的物理量是

重锤的质量m

重锤的质量m

．试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为F=

mg-

m

4

(S2-S1)f2

mg-

m

4

(S2-S1)f2

．

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用如图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、分析，即可验证机械能守恒定律．
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
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”上；
C．先释放纸带，再接通电源打出一条纸带；
D．测量纸带上某些点间的距离；
E．根据测量的结果，分别计算重锤下落过程中减少的重力势能和增加的动能．
其中操作不当的步骤是：

 

（填选项对应的字母）
（2）正确操作后打出的纸带如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，测出AC的距离为s₁，CE的距离为s₂，打点的频率为f，根据这些条件，计算打C点时重锤下落的速率v_c=

 

（3）实验中发现，重锤减小的重力势能大于重锤动能的增量，其主要原因是在重锤下落的过程中存在阻力作用（设阻力恒定），可以通过该实验装置测阻力的大小．若已知当地重力加速度为g，重锤的质量为m．试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落过程中受到的阻力大小F=

 

．

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用如图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的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过电磁打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．

（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将电磁打点计时器接到电源的交流输出端上；
C．用天平测量出重锤的质量；
D．先释放悬挂纸带的夹子，后接通电源开关打出-条纸带；
E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；
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．
指出其中没有必要或不恰当的操作步骤是：（将其选项对应的字母填写在空行内）没有必要的操作步骤是：

C

C

不恰当的操作步骤是：

D

D

（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值．如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测量出A点距起始点O距离为S₀，点A、C间的距离为S₁，点C、E间的距离为S₂，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为：a=

(S2-S1)f2

4

(S2-S1)f2

4

．
（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是重锤下落过程中存在着阻力的作用．可以通过该实验装置测定该阻力的大小，若已知当地的重力加速度值是g，还需要测量的物理量是：

M

M

试用这些数据和纸带上的测量数据表示出重锤下落的过程中受到的平均阻力大小F为：F=

mg-m

(S2-S1)f2

4

mg-m

(S2-S1)f2

4

．

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用如图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，对纸带的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律．
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
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．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
D．测量纸带上某些点间的距离；
E．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．
操作不当的步骤是

BC

BC

（将其选项对应的字母填在空行内）
（2）根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以

v2

2

为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图中的

C

C

．

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用如图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，能输出电压为6V的交流电和直流电．重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上某些点的点间距离进行测量，即可验证机械能守恒定律．
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
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．先释放悬挂纸带的夹子，后接通电源开关，打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点的点间距离；
F．根据测量的结果，计算重锤下落过程中重力势能的减少量是否等于动能的增加量．
没有必要或者操作不当的步骤是

BCD

BCD

．（填选项对应的字母）
（2）在上述验证机械能守恒定律的实验中发现：
重锤重力势能的减小量总是

大于

大于

 （填“大于”、“小于”、或“等于”）重锤动能的增加量，其原因主要是

在重锤下落的过程中存在阻力作用

在重锤下落的过程中存在阻力作用

．

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一、选择题

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

答案

D

B

B

C

B

AD

BD

AD

CD

二、实验题

10．B；BD；细线与水平轨道平面的夹角 θ ；tanθ；

11．（1）步骤B是错误的。应该接到电源的交流输出端。

步骤C是错误的。应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带。

（2）　　　　

（3）重锤的质量m ，

三、计算题

12．；

13、  解析：由功能关系可知：力做的功等于A的动能的增

    加和重力势能的增加，即

    物块从A点到B点，上升的高度

    绳子在力F方向移动的距离

    代入数据，由以上几式解得：

13．（1）小球从ABC轨道下滑，机械能守恒，设到达C点时的速度大小为。则：      …

       小球能在竖直平面内做圆周运动，在圆周最高点必须满足：             

联立并代入数据得：                                 

   （2）若，小球过C点后做平抛运动，设球经C点时的速度大小为，则击中E点时：

竖直方向：                          水平方向：                                    

由机械能守恒有：

联立并代入数据得      .

16． 质点的运动可分为三个过程：

第一过程：质点做平抛运动。设绳即将伸直时，绳与竖直方向的夹角为，如图30所示，则，

，其中

联立解得。

第二过程：绳绷直过程。绳棚直时，绳刚好水平，如图30所示.由于绳不可伸长，故绳绷直时，V₀损失，质点仅有速度V_⊥，且。

第三过程：小球在竖直平面内做圆周运动。设质点到达O点正下方时，速度为V′，根据机械能守恒守律有：

设此时绳对质点的拉力为T，则，联立解得：。