题目内容

 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图1所示：

 (1)实验步骤：

①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于lm ，将导轨调至水平；

②用游标卡尺测量挡光条的宽度，结果如图2所示，由此读出________mm；

③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离__________m；

④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2；

⑤从数字计时器（图1中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和；

⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量。

(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式：

①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为__________和________。

②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为___________和__________。

③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少__________(重力加速度为)。

(3)如果______________，则可认为验证了机械能守恒定律。

 

 （1）②9.30

         ③60.00(答案在59.96~60.04之间的，也给分)

        （2）①，

         ②，

         ③

        (3)

解析:由于挡光条宽度很小，因此将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度。

 

练习册系列答案
相关题目
（2010?海南）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图1所示：

（1）实验步骤：
①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于lm，将导轨调至水平；
②用游标卡尺测量挡光条的宽度l，结果如图2所示，由此读出l=
9.30
9.30
mm；
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=
0.6000
0.6000
m；
④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2；
⑤从数字计时器（图1中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间△t1和△t2；
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m．
（2）用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式：
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1=
l
△t1
l
△t1
和v2=
l
△t2
l
△t2
．
②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为Ek1=
1
2
（M+m）(
l
△t1
)2
1
2
（M+m）(
l
△t1
)2
和E k2=
1
2
（M+m）(
l
△t2
)2
1
2
（M+m）(
l
△t2
)2
．
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少△EP=
mgs
mgs
（重力加速度为g）．
（3）如果△EP=
Ek2-Ek1
Ek2-Ek1
，则可认为验证了机械能守恒定律．
（2011?淮安三模）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象．

（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的△t1
=
=
△t2（选填“＞”、“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平．
（2）用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d=
8.474
8.474
mm．
（3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若△t1、△t2和d已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出
滑块质量M
滑块质量M
和
两光电门间距离L
两光电门间距离L
（写出物理量的名称及符号）．
（4）若上述物理量间满足关系式
mgL=
1
2
（m+M）（
d
△t2
）2-
1
2
（m+M）（
d
△t1
）2
mgL=
1
2
（m+M）（
d
△t2
）2-
1
2
（m+M）（
d
△t1
）2
，则表明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒．
（1）如图1所示，在水平放置的光滑金属板中点的正上方有一带正电的点电荷Q，一表面绝缘带正电的金属小球（可视为质点，且不影响原电场）以速度v0在金属板上自左端向右端运动，小球做
匀速直线
匀速直线
运动；受到的电场力做的功为
0
0
．

（2）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图2甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一宽度为d的遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图2乙所示的电压U随时间t变化的图象．
①实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图2乙中的△t1
=
=
△t2（选填“＞”、“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平．
②滑块P用细线跨过定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图2甲所示位置释放，通过计算机得到如图2乙所示图象，若△t1、△t2、d和m已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出的物理量是
滑块的质量
滑块的质量
和
两光电传感器间距离
两光电传感器间距离
．
（3）某金属材料制成的电阻Rr阻值随温度变化而变化，为了测量Rr在0到100℃之间的多个温度下的电阻阻值．某同学设计了如图3所示的电路．其中A为量程为1mA、内阻忽略不计的电流表，E为电源，R1为滑动变阻器，RB为电阻箱，S为单刀双掷开关．
①完成下面实验步骤中的填空：
a．调节温度，使得Rr的温度达到T1，
b．将S拨向接点l，调节
滑动变阻器
滑动变阻器
，使电流表的指针偏转到适当位置，记下此时电流表的读数I；
c．将S拨向接点2，调节
电阻箱
电阻箱
，使
电流表示数为I
电流表示数为I
，记下此时电阻箱的读数R0；
d．则当温度为T1时，电阻Rr=
R0
R0
：
e．改变Rr的温度，在每一温度下重复步骤②③④，即可测得电阻温度随温度变化的规律．
②由上述实验测得该金属材料制成的电阻Rr随温度t变化的图象如4图甲所示．若把该电阻与电池（电动势E=1.5V，内阻不计）、电流表（量程为5mA、内阻Rg=100Ω）、电阻箱R′串联起来，连成如图4乙所示的电路，用该电阻作测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．
a．电流刻度较大处对应的温度刻度
较小
较小
；（填“较大”或“较小”）
b．若电阻箱取值阻值R'=50Ω，则电流表5mA处对应的温度数值为
50
50
℃．
（2013?黄冈一模）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一宽度为d的遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象．

（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的△
t
 
1
=
=
．（填“＞”“=”或“＜”）△
t
 
2
时，说明气垫导轨已经水平．
（2）滑块P用细线跨过定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到U-t图象如图乙所示，若△
t
 
1
、△
t
 
2
、d和m已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出的物理量是
滑块质量
滑块质量
和
两光电传感器间距离
两光电传感器间距离
．
精英家教网（1）为测定一节干电池的电动势和内阻，用如图所示电路．
除干电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：
A．电流表（量程0.6A3A）
B．电压表（量程3V15V）
C．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω额定电流2A）
D．滑动变阻器（阻值范围0～200Ω额定电流1A）
①请你完成下面的选择：电流表量程选
 
，
电压表量程选
 
，滑动变阻器选
 
．
（填器材前面的字母代号）
②在图中用笔画线代替导线完成实物连线；
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（2）某学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象．
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①实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的
△t1
 
△t2（选填“＞”、“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平．
②用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d=
 
mm．
③滑块P用细线跨过气垫导轨的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若△t1、△t2和d已知，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出
 
和
 
（写出物理量的名称及符号）．
④若上述物理量间满足关系式
 
，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒．

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