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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网——

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。

【答案】

（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。

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（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=

mm；
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=

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=

．
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E_k1=

．
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△E_P=

（重力加速度为g）．
（3）如果△E_P=

，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=

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

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

，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

运动；受到的电场力做的功为

（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

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，R_B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R_r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

；（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

（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△

．（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由图甲所示位置释放，通过计算机得到U-t图象如图乙所示，若△

、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

两光电传感器间距离

两光电传感器间距离

（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；

（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．

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

（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．