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甲所示：

小题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，结果如图乙所示，由此读出__▲______mm；
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离___▲_______cm；
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（图甲中未画出）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。
小题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)。
小题3:如果___▲___________，则可认为验证了机械能守恒定律。

小题1:9.30    60.00(答案在59.96~60.04之间的，也给分)
小题2:                     
小题3:        或
分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
不同的尺有不同的精确度，注意单位问题．
光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法．由于光电门的宽度l很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．
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和加速度，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）l=9mm+0.05mm×6=9.30mm
s=80.00cm-20.00cm=60.00cm
（2）①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．
v1=，v2=
②根据动能的定义式得：
通过光电门1，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能为E k1=
通过光电门2，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能为E k2=
③系统势能的减少△EP=mgh=mgs
（3）如果△EP=△E k=Ek2-Ek1 即重力势能的减小量等于动能的增加量，则可认为验证了机械能守恒定律．
故答案为：（1）②9.30 ③0.6000（2）①， ②，
③mgs   （3）Ek2-Ek1
点评：对常见的几种测量长度工具要熟悉运用，并能正确读数．
光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法．由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．
练习册系列答案
相关题目
(一).在共点力合成的实验中，根据实验数据画出力的图示，如图。图上标出了F1、F2、F、F′ 四个力，其中______（填上述字母）不是由弹簧秤直接测得的；若F与F′的________基本相等,_______基本相同，说明共点力合成的平行四边行定则得到了验证。
(二).在验证机械能守恒定律的实验中，对于自由下落的重物，下述选择的条件更为有利的是(       )
A．只要足够重就可以
B．只要体积足够小就可以
C．既要足够重，又要体积非常小
D．应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲

（三）.某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，弧
形轨道末端水平，离地面的高度为H，将钢球从轨道的不同高度h处
静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s．
若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2=____（用H、h表示）．
（四）.在做“互成角度的两个共点力的合成”的实验中有以下实验步
骤，其合理顺序是____________________（用相应字母表示）
A．通过改变两个拉力的大小和方向，从而改变橡皮条的伸长，再重复做几次；   
B．只用一个弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O．记下弹簧秤的读数
和细绳的方向，按同样比例作出这个力F’的图示；
C．在桌面上放一块方木板，在木板上垫一张白纸，把橡皮条一端固定在木板的A点；
D．记下两个弹簧秤的读数以及结点的位置，描下两条细绳的方向，在纸上按比例作出力F1和F2的图示，用平行四边形定则求出（作出）合力F；
E．比较力F’用平行四边形定则求出的力F，看它们在实验误差范围内是否相等；
F.用两条细绳结在橡皮条的另一端（即结点），通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡
皮条，橡皮条伸长，使结点到达某一位置O；

小题1:某同学用如图所示的装置测定重力加速度：
①电火花计时器的工作电压为              ，频率             ．
②打出的纸带如图所示，实验时纸带的        端应和重物相连接．（选填“甲”或“乙”）

③实验中在纸带上连续打出点1、2、3、……、9，如图所示，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为             m/s2．
④当地的重力加速度数值为9.8 m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的主要原因                                             ．
小题2:某同学在做测金属丝电阻率的实验中，取一根粗细均匀的康铜丝，其中有两个步骤是用螺旋测微器测出康铜丝的直径d和用伏安法测量的康铜丝的电阻R。
 ①用螺旋测微器测量康铜丝直径如丙图所示，由图可知其直径为           mm。
②图乙是测量康铜丝电阻的原理图，根据原理图在如图甲所示的实物图中画出连线。
③利用上面的电路图测出的电阻值比真实值           (填“偏大”或“偏小”)，这种误差叫做         误差（填“系统”或“偶然”）。
在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量为1kg的重锤自由下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源为6V、50Hz的交流电源，如图3所示，纸带上O点为重锤自由下落时纸带打点起点，选取的计数点A、B、C、D依次间隔一个点（图中未画出），各计数点与O点距离如图所示，单位为mm，重力加速度为9.80m/s2，则

小题1:打点计时器记录B点时，重锤速度vB=_______m/s，重锤动能EKB=_______J。
小题2:从开始下落算起，打点计时器记录 B点时，重锤势能减少量为          J。
利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h，某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。

A．用刻度尺测出物体下落高度h，并测出下落时间t，通过计算出瞬时速度
B．用刻度尺测出物体下落的高度，并通过计算出瞬时速度。
C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度
D．用刻度尺测出物体下落的高度，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度
小题1:以上方案中只有一种最合理，最合理的是         。（填入上述相应的字母）
小题2:要使该实验误差尽量小，下述注意点正确的是     （填入下述相应的字母）
a.使重锤的质量越大越好，但悬挂时不能拉断纸带
b.选用电火花计时器比电磁打点计时器更好，可减小阻力影响
c.测长度时保持纸带悬挂状态，刻度尺的读数更准确
d.纸带上留下的点越大越好
e.纸带长一点更好
某同学在做测定木板的动摩擦因数的实验时，设计了两种实验方案：
方案A:木板水平固定，通过弹簧秤水平拉动木块，如图（a）所示；
方案B:木块固定，通过细线水平拉动木板，如图（b）所示.

小题1:上述两种方案中，你认为更合理的方案是      ，原因是                  。
小题2:除了实验必需的弹簧秤、木板、木块、细线外,该同学还准备了质量为200 g的配重若干个。该同学在木块上加放配重，改变木块对木板的正压力（g="10" m/s2），并记录了5组实验数据，如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
配重（个数）
0
1
2
3
4
弹簧秤读数（N）
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
测木块重（N）
2.00
 

请根据上述数据在图给出的坐标纸上作出木块所受摩擦力和压力的关系图象;由图象可测出木板和木块间的动摩擦因数是       。
如图甲所示是某种“研究平抛运动”的实验装置：

小题1:当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为H，此瞬间电路断开使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地．该实验结果可表明（      ）
A．两小球落地速度的大小相同
B．两小球在空中运动的时间相等
C．a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同
D．两小球在空中运动时的加速度相等
小题2:利用该实验装置研究a小球平抛运动的速度，从斜槽同一位置释放小球，实验得到小球运动轨迹中的三个点A、B、C，如图乙所示．图中O为坐标原点，B点在两坐标线交点，坐标xB =" 40cm" ，yB = 20cm，A、C点均在坐标线的中点．则a小球水平飞出时的初速度大小为vo= ________m/s；平抛小球在B点处的即时速度的大小vB=______m/s．
某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验：
（1）实验室提供了下列的实验器材：
①电火花打点计时器   ②天平   ③铁架台   ④细绳和纸带
⑤钩码和小车   ⑥秒表   ⑦一端有滑轮的长木板     ⑧刻度尺
其中不需要的器材有：                         。
（2）把实验过程中缺少的步骤填入空格
1．把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把电火花打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路．   
2．纸带穿过限位孔，连接在小车后，用一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，                      ，                      ，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源．
3．换上新纸带，重复操作三次．
(3)该同学选择了一条清晰的纸带，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点．其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s．

(4)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．
(5)根据第(2)问中画出的v－t图线，求出小车运动的加速度为         m/s2(保留两位有效数字)
利用气垫导轨装置验证机械能守恒定律时，先非常仔细地把导轨调成水平，然后依图所示用垫块把导轨一端垫高H，现有一滑块质量为m，上表面装d="3" cm的挡光片，它由轨道上端任一处滑下，测出它通过光电门G1和G2时的速度为和，就可以算出它由G1到G2这个过程中动能的增加量，再算出重力势能的减少量，比较与的大小，便可验证机械能是否守恒。若测得图中，滑块通过G1和G2的时间分别为，当地重力加速度，则：

小题1:滑块的速度        、            ；滑块通过G1时的高度       。
小题2:动能增加量         ，重力势能减少量        ，（结果保留三位有效数字）所以在误差允许的范围内可认为机械能守恒。

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