利用电火花计时器做如下实验。甲同学使用如图1所示的装置来验证“机械能守恒定律”。①下面是操作步骤：a．按图1安装器材；b．松开铁夹，使重锤带动纸

题文

利用电火花计时器做如下实验。
（1）（10分）甲同学使用如图1所示的装置来验证“机械能守恒定律”。



①下面是操作步骤：
a．按图1安装器材；
b．松开铁夹，使重锤带动纸带下落；
c．接通电火花计时器电源，使计时器开始工作
d．进行数据处理：
e．根据需要，在纸带上测量数据。
把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列           .
②电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上，图2为实验中打出的一条纸带，从起始点O开始，将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D……，



电火花计时器打F点时，重锤下落的速度为            m/s。（保留到小数点后两位）
③如果已知重锤的质量为0．50kg，当地的重力加速度为9．80m／s2。从打O点到打F点的过程中，重锤重力势能的减少量为           J，重锤动能的增加量为     J。（保留到小数点后两位）
（2）（8分）乙同学采用如图3所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验。



a．按图3把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动；
b．把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重。接通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D……；
c．测量出B、C、D、……各点与A点的距离，分别记为

、

、

、……；
d．用配重受到的重力分别乘以

、

、

、……，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……；（重力加速度g=9．80m／s2）
e．求出B、C、D、……各点速度的大小，分别记为

、

、

、……，再求出它们的平方

、

、

、……；
f．用纵坐标表示速度的平方

，横坐标表示配重重力所做的功W，作出

图象，并在图象中描出（

，

）坐标点，再连成图线；（以下计算保留到小数点后两位）
①在步骤d中，该同学测得

，则配重重力所做的功

      J；
②该同学得到

图象如图4。通过图象可知，打A点时对应小车的速度

  m／s；
③小车的质量M=        kg.

题型：未知 难度：其他题型

答案

解析

解答：解：（1）①在明确实验原理的前提下，先安装实验器材，然后再进行实验，故具体步骤为：A、D、B、C、E、F．
答案为：a、c、b、e、d．
②在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，故F点的速度为：
v_F=

=1.15m/s，由于刻度尺在读数时需要估读，因此答案在1.14m/s-1.16m/s都正确．
故答案为：1.15（1.14---1.16）．
③重力势能的减小量等于重力做功大小，故有：
△E_p=mgs_OF=0.35J，由于刻度尺在读数时需要估读，因此答案在0.34J---0.35J都正确．
故答案为：0.35（0.34---0.35）．
动能增量为：△E_k=

-0=0.33J，答案在0.32J---0.34J范围内均正确．
故答案为：0.33（0.32---0.34）．
（2）①配重重力做功为：W=mgx₄=0.1×9.8×0.4≈0.39J
故答案为：0.39．
②由图可知，纵轴截距对应的就是打A点速度的平方，因此有：

=0.25m²/s²
所以有：Av_A=0.50m/s．
故答案为：0.50（0.48-0.52）．
③根据动能定理：W=

m

-

m

，可得：

=

+

，所以图象的斜率：K=

，代入数据得：m=0.30kg．
故答案为：0.30（0.28-0.32）．

考点

据考高分专家说，试题“利用电火花计时器做如下实验。（1）（10.....”主要考查你对 [实验：探究弹力与弹簧伸长的关系 ]考点的理解。

实验：探究弹力与弹簧伸长的关系

探究弹力与弹簧伸长的关系：
实验目的：
1、探究弹力与弹簧的伸长量的定量关系。
2、学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法。
实验原理：
1、如图所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与重力大小相等。



2、用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x，建立坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组（x，F）对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系。
实验器材：
轻质弹簧（一根），钩码（一盒），刻度尺，铁架台，重垂线，坐标纸，三角板。
实验步骤：
1、如图所示，将铁架台放于桌面上（固定好），将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在挨近弹簧处将刻度尺（最小分度为mm）固定于铁架台上，并用检查刻度尺是否竖直；



2、记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L₀；
3、在弹簧下端挂上一个钩码，待钩码静止后，记下弹簧下端所对应的刻度L_l；
4、用上面方法，记下弹簧下端挂2个、3个、4个 ……钩码时，弹簧下端所对应的刻度L₂、L₃、L₄……，并将所得数据记录在表格中；
5、用x_n＝L_n－L₀计算出弹簧挂1个、2个、3个……钩码时弹簧的伸长量，并根据当地重力加速度值g，计算出所挂钩码的总重力，这个总重力就等于弹簧弹力的大小，将所得数据填入表格。



数据处理：
1、建立坐标系，标明横轴和纵轴所表示的物理量及单位；
2、标度：标度要适当，让所得到的图线布满整个坐标系；
3、描点：描点时要留下痕迹；
4、连线：让尽可能多的点落在同一直线上，让其余的点落在直线的两侧，误差较大的点舍弃；
5、根据图象做出结论。