题目内容

（I） 把两个大小相同、质量不等的金属球用细线连接，中间夹一被压缩了的轻质短弹簧，置于摩擦可以不计的水平桌面上，如图所示．现烧断细线，观察两球的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时动量守恒．

（1）为完成实验，已经准备了两个金属球、弹簧、细线、图钉、复写纸、白纸、木板、铅锤，还必须添加的器材是
天平、刻度尺
天平、刻度尺
．
（2）需直接测量的数据是
两小球的质量m1和m2，两小球落地点到桌面边缘的水平距离S1，S2
两小球的质量m1和m2，两小球落地点到桌面边缘的水平距离S1，S2
．
（3）用所得数据验证动量守恒定律的关系式是
m1S1=m2S2
m1S1=m2S2
．
（II）在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为f，依次打出的点为0，1，2，3，4，…n．当地重力加速度为g．则：
（4）如用第2点到第6点之间的纸带来验证，现已测量出的物理量为：重锤的质量为m，第2点到第6点之间的距离h26；第1点到第3点之间的距离h13；第5点到第7点之间的距离h57；减少的重力势能为△ΕΡ=
mgh26
mgh26
，动能的增量为△Εk=
1
8
mf2(
h
2
57
-
h
2
13
)
1
8
mf2(
h
2
57
-
h
2
13
)
．
（5）下列实验步骤操作合理的顺序排列是
ADBCEF
ADBCEF
（填写步骤前面的字母）．
A．将打点计时器竖直安装在铁架台上
B．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落
C．取下纸带，更换新纸带（或将纸带翻个面）重新做实验
D．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带
E．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1，h2，h3…，hn，计算出对应的瞬时速度v1，v2，v3，…vn
F．分别算出
1
2
m
v
2
n
和mghn，在实验误差范围内看是否相等．
分析：（1）两球做平抛运动，由于高度相等，则平抛的时间相等，水平位移与初速度成正比，把平抛的时间作为时间单位，小球的水平位移可替代平抛运动的初速度．将需要验证的关系速度用水平位移替代．
（2）根据重力做功和重力势能的关系可以求出重力势能的减小量；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，由此求出2、6点的速度，进一步可以求出重锤动能的增加量；实验步骤操作的顺序：安装在铁架台，安装打点计时器，将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，打点，重复，选纸带，数据处理．
解答：解：（Ⅰ）取小球1的初速度方向为正方向，两小球质量和平抛初速度分别为m1、m2，v1、v2，平抛运动的水平位移分别为S1、S2，平抛运动的时间为t．
        需要验证的方程：0=m1v1-m2v2
                 又v1=
S1
t
，v2=
S2
t

代入得到m1S1=m2S2
故需要测量两小球的质量m1和m2，两小球落地点到桌面边缘的水平距离S1，S2
所以还需要的器材为刻度尺、天平，用所得数据验证动量守恒定律的关系式是m1S1=m2S2
（II）（4）减少的重力势能为△ΕΡ═mgh26
由题意可知，各个点之间的时间间隔为T=
1
f
，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，由此可得
2点速度v2=
h13
2
f

6点速度v6=
h57
2
f

动能的增量为△Εk=
1
8
mf2(
h
2
57
-
h
2
13
)
（5）按照实验操作的步骤顺序：安装在铁架台，安装打点计时器（A），将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器（D），打点（B） 重复（C）选纸带（E），数据处理（F）．合理的顺序排列是ADBCEF
故答案为：（I）（1）天平、刻度尺
     （2）两小球的质量m1和m2，两小球落地点到桌面边缘的水平距离S1，S2
     （3）m1S1=m2S2（在误差允许的范围内）
h13
2
f

（II）　（4）mgh26，
1
8
mf2(
h
2
57
-
h
2
13
)（5）ADBCEF
点评：（1）本题是运用等效思维方法，平抛时间相等，用水平位移代替初速度，这样将不便验证的方程变成容易验证．
（2）该题考查到验证机械能守恒的实验目的、实验步骤、纸带的选取以及实验数据的处理和误差的分析，可以说是非常全面．考点都是记忆性的知识．属于基础题目．
练习册系列答案
相关题目

实验题（共计18分）
（1）（3分）用单摆测重力加速度，下列实验器材料中不需要的是        （填符号）
A．铁架台          B．带细孔的小木球      C．带细孔的小钢球
D．秒表            E．天平                F．细线
G．游标卡尺        H．mm刻度尺        I．细铁丝
（2）（每空3分、共6分）在做用油膜法估测分子直径大小的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为n，又用滴管测得每N滴这种酒精油酸的总体积为V，，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上（如右图)测得油膜占有的小正方形个数为m。

（a）用以上字母表示油酸分子直径的大小d=________。
（b）从右图中数得油膜占有的小正方形个数为m=______。
（3）（9分）在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，已判断出灵敏电流计的指针偏转方向与电流方向间的关系是：当电流由正接线柱流入电流计时，电流计的指针向正接线柱偏转，当电流由负接线柱流入电流计时，电流计的指针向负接线柱偏转。如图所示，在电极A、B的连线上等距离地取a、b、c、d、e等5个基准点，进而描绘出过该基准点的等势线。

（a）实验时需在木板上自上而下依次铺放_____纸、_____纸、_____纸。（每空1分）
（b）（3分）若在图中连接灵敏电流计正接线柱的探针接触a点，连接灵敏电流计负接线柱的探针接触b点时，灵敏电流计的指针向负接线柱偏转，则可以判断电极A接在电源的_____极上（选填“正”或“负”）。
（c）（3分））若灵敏电流计的两个探针分别接触a点和b点，灵敏电流计的示数为I1；若灵敏电流计的两个探针分别接触b点和c点，灵敏电流计的示数为I2。则I1和I2相比较，有I1________I2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

实验题（共计18分）

（1）（3分）用单摆测重力加速度，下列实验器材料中不需要的是         （填符号）

A．铁架台           B．带细孔的小木球      C．带细孔的小钢球

D．秒表             E．天平                 F．细线

G．游标卡尺         H．mm刻度尺         I．细铁丝

（2）（每空3分、共6分）在做用油膜法估测分子直径大小的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为n，又用滴管测得每N滴这种酒精油酸的总体积为V，，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上（如右图)测得油膜占有的小正方形个数为m。

（a）用以上字母表示油酸分子直径的大小d=________。

（b）从右图中数得油膜占有的小正方形个数为m=______。

（3）（9分）在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，已判断出灵敏电流计的指针偏转方向与电流方向间的关系是：当电流由正接线柱流入电流计时，电流计的指针向正接线柱偏转，当电流由负接线柱流入电流计时，电流计的指针向负接线柱偏转。如图所示，在电极A、B的连线上等距离地取a、b、c、d、e等5个基准点，进而描绘出过该基准点的等势线。

（a）实验时需在木板上自上而下依次铺放_____纸、_____纸、_____纸。（每空1分）

（b）（3分）若在图中连接灵敏电流计正接线柱的探针接触a点，连接灵敏电流计负接线柱的探针接触b点时，灵敏电流计的指针向负接线柱偏转，则可以判断电极A接在电源的_____极上（选填“正”或“负”）。

（c）（3分））若灵敏电流计的两个探针分别接触a点和b点，灵敏电流计的示数为I1；若灵敏电流计的两个探针分别接触b点和c点，灵敏电流计的示数为I2。则I1和I2相比较，有I1________I2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

 

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