题目内容

某实验小组利用如图所示 实验装置来验证钩码和滑块组成的系统机械能守恒，请将下列实验步骤中不完整之处补充完整．

（1）调整气垫导轨底座，使之水平；
（2）测量钩码的质量m，滑块与遮光板的总质量M，遮光板的初始位置与光电门的距离为x，；
（3）用游标卡尺测出遮光板的宽度（如图所示） d=    cm．
（4）实验时将滑块从图甲的初始位置由静止释放，由数字计数器读出遮光板通过光电门的时间△t=1.2×10-2s，则滑块讲过光电门的速度为    m/s；
（5）本实验通过比较    和    在误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．
【答案】分析：（3）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．先读出主尺读数，看游标的0刻度线超过主尺的哪一个读数，主尺读数就读多少，游标读数用分度乘以对齐的格数；
（4）由于遮光板通过的时间很短，因此可以用平均速度来代替其通过的瞬时速度；
（5）通过比较重力做功（重力势能的减小量）和动能的增加量之间的大小关系，可以验证机械能是否守恒．
解答：解：（3）根据图示可知，主尺示数为5mm=0.5cm，游标尺上第2个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为：2×0.1mm=0.02cm，故最后读数为：0.5cm+0.02cm=0.52cm．
故答案为：0.52cm．
（4）用挡光板通过光电门的平均速度来代替瞬时速度有：

故答案为：0.433
（5）以m和M组成的系统为研究对象，系统重力势能的减小量为mgx，由于初速度为零，因此系统动能的增量为：，因此只要验证mgx与是否相等即可验证机械能是否守恒．
故答案为：mgx，．
点评：明确实验原理，熟练应用所学物理知识进行有关数据处理是正确解答实验问题的关键．
练习册系列答案
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某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t．

（1）在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、
滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s
滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s
和
滑块的质量M
滑块的质量M
（用文字说明并用相应的字母表示）．
（2）本实验通过比较
mgs
mgs
和
1
2
(m+M)(
d
△t
)2
1
2
(m+M)(
d
△t
)2
在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．
某实验小组利用如图所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验．
（1）在实验中必须平衡摩擦力，通过
重力沿斜面的分力（或倾斜木板）
重力沿斜面的分力（或倾斜木板）
的方法来平衡摩擦力，当小车恰能自行匀速运动时，平衡了摩擦力．
（2）实验中打点计时器所使用的是频率为50Hz的交流电源，如下图中给出的是实验中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出，每两个计数点间的时间间隔是
0.1
0.1
s，由该纸带可求得小车的加速度a=
1.07
1.07
m/s2．
某实验小组利用如图所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系．（1）由图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离为s厘米，由图中游标卡尺测得遮光条的宽度d=
0.52
0.52
厘米．该实验小组在做实验时，将滑块从图9所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间△t1，遮光条通过光电门2的时间△t2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=
d
△t1
d
△t1
，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=
d
△t2
d
△t2
，则滑块的加速度的表达式a=
v
2
2
-v
2
1
2s
（v1，v2代入了同样给分）
v
2
2
-v
2
1
2s
（v1，v2代入了同样给分）
．
m（g） a（m/s2）
250 2.02
300 1.65
350 1.43
400 1.25
500 1.00
800 0.63
（2）在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量做了6组实验，得到如下表所示的实验数据．
通过计算分析上表数据后，得出的结论是在合外力不变的情况下，物体运动的加速度跟物体的质量成反比，如果想通过图象法进一步确认自己的结论，须建立
a-
1
m
a-
1
m
（填a-m或a-
1
m
）坐标系，根据实验数据描点作图，如果图线是一条通过原点的直线，就可确认上述结论．
某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统由静止释放后机械能守恒．实验前已经调整气垫导轨底座使之水平，且选定滑块从静止开始运动的过程进行测量．
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（1）如图所示，首先用游标卡尺测量遮光条的宽度（见下图），其读数为d=
 
cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.2×10-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为
 
m/s．
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（2）已知当地重力加速度为g，钩码的质量m，滑块的质量M，在本实验中还需要直接测量的物理量有
 
（在横线上填入选项前的编号）．
①光电门到左端定滑轮的距离x
②滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s
③气垫导轨的总长l
（3）本实验通过比较
 
和
1
2
(m+M)(
d
△t
)2是否相等（用上述已有的物理量符号写出表达式，重力加速度为g），说明系统的机械能是否守恒．
（4）为提高实验结果的准确程度，小组同学对此实验提出以下建议，其中确实对提高准确程度有作用的是
 
（在横线上填入选项前的编号）．
①绳的质量要轻
②在“轻质绳”的前提下，绳越长越好
③钩码的质量m越小越好
（5）你估计减少的重力势能和增加的动能哪个可能偏小？
 
．
你认为造成这种偏差的原因可能是
 
．
精英家教网某实验小组利用如图所示的装置，进行“探究加速度a与合力F、质量m之间的关系”的实验．下列说法中反应正确探究结果的是（　　）
A、保持物体的质量m不变，加速度a跟作用在物体上的合力F成正比B、保持物体的质量m不变，加速度a跟作用在物体上的合力F成反比C、保持物体受到的合力F不变，加速度a跟物体的质量m成正比D、保持物体受到的合力F不变，加速度a跟物体的质量m成反比

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