题目内容

利用如图4所示装置来验证小球从A点静止起下荡到最低点B的过程中机械能守恒，O为固定的悬点，OA水平，轻细线是直的，C为在O点正下方的刀口刃片，OC略小于OA.问：必须直接测出哪几个物理量__________，这些物理量如何处理才能验证小球从A到B的机械能守恒？写出主要证明过程公式.??

图4

B点高度H、落地点到B的水平距离s和绳长L

,所以要机械能守恒，Ep=Ek?

                                      

解析：必须直接测出细线长度L,B点高度H，小球落地点到B的水平距离s.?

小球由A到B做圆周运动，过B后做平抛运动.?

所以小球在B点时动能

以B点所处水平面为零势能面.?

小球在A处的重力势能Ep=mgL.?

所以要验证机械能守恒必Ep=Ek.?

即得s2=4HL.

练习册系列答案
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某校学生利用如图甲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是否守恒．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．

（1）如图乙所示，用游标卡尺测得窄遮光条的宽度d=
0.48
0.48
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，则在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为
0.40
0.40
m/s．
（2）已知当地重力加速度为g，钩码的质量为m，滑块的质量为M，在本实验中还需要直接测量的物理量有：
B
B
．
A．光电门到导轨左端定滑轮的距离x
B．滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s
C．气垫导轨的总长L
（3）本实验通过比较
mgs
mgs
和是否相等（用直接测出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，该实验小组的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
A
A
．
A．绳的质量要轻，滑块与滑轮间绳要水平
B．在“轻质绳”的前提下，绳越长越好
C．钩码的质量m越小越好
（5）你估计减少的重力势能
大于
大于
（大于、小于或等于）增加的动能．
在实验室中，两组同学分别探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系．

（1）甲组同学使用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）装置进行实验，如图1所示，①是固定在小车上位移传感器的发射器部分，②是接收部分．在该实验中采用控制变量法，保持小车所受拉力不变，用钩码所受的重力作为小车所受拉力，利用图示装置，改变小车的质量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-1/M关系图线．
①如果摩擦力不能忽略，则画出的a-1/M图线为图2中的
丙
丙
．（填“甲”或“乙”或“丙”）
②该实验中某同学画出的图线中AB段明显偏离直线，如图3所示，造成此误差的主要原因是
C
C

A．小车与轨道之间存在摩擦
B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大
D．所用小车的质量太大
（2）乙组同学利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来进行实验．
①做实验时，将滑块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为△t1、△t2；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d．则滑块经过光电门1时的速度表达式v1=
d
△t1
d
△t1
；经过光电门2时的速度表达式v2=
d
△t2
d
△t2
，滑块加速度的表达式a=
(
d
△t2
)2-(
d
△t1
)2
2x
(
d
△t2
)2-(
d
△t1
)2
2x
．（以上表达式均用已知字母表示）．
②为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h，如图4所示．关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是
BC
BC
．
A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大
B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变
C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变
D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小．
某实验小组利用如图1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，以
 
平衡摩擦力，当小车
 
运动时，摩擦力恰好被平衡
（2）为了减小误差，在平衡摩擦力后，每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据．若小车质量为400g，实验中每次所用的钩码总质量范围应选
 
组会比较合理．（填选项前的字母）
A．10g～40g        B．200g～400g        C．1000g～2000g
（3）实验中打点计时器所使用的是
 
 （交流、直流）电源 频率为50Hz，如图2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
 
 s，由该纸带可求得小车的加速度a=
 
m/s2．（结果保留两位小数）
（4）改变钩码的个数重复实验，得到加速度a与合外力F的关系如图3所示，分析线段OA，可得出实验的结论是
 
．
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有同学利用如图1所示的装置来验证力的平行四边形定则．在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力TOA、TOB和TOC，回答下列问题：
（1）改变钩码个数，实验能完成的是
 
．
A．钩码的个数N1=N2=2，N3=3
B．钩码的个数N1=N3=3，N2=6
C．钩码的个数N1=N2=N3=5精英家教网
D．钩码的个数N1=3，N2=4，N3=9
（2）在拆下钩码和绳子前，最重要的步骤是
 
．
A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C．用量角器量出三段绳子之间的夹角
D．记录钩码的个数N1、N2、N3
E．用天平测出钩码的质量
（3）在作图时，你认为图2中
 
是正确的．（填“甲”或“乙”）

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