题目内容

一种实验器材叫做光电门，它可以测出某物体经过光电门所用的时间，如果知道物体的宽度，就可以求出这一小段过程的平均速度.你能用这种器材设计出研究自由落体运动规律的实验吗？（提示：一小段过程的平均速度可当作物体通过光电门时的瞬时速度）

思路点拨：本题为设计性实验题，题目要求根据提供的器材设计研究自由落体运动的实验.根据题中有关光电门作用的提示，不难求出物体经过各点的速度，结合自由落体运动的规律，不难得出测量方法.

答案：让物体自由下落，将光电门放在物体经过的不同位置，测出物体经过光电门所用的时间Δt，量出物体的宽度Δx，则物体通过光电门时的速度v=.量出光电门与物体初位置间的距离h，如果能得出v2∝h的关系，就可说明物体的运动是初速度为0的匀加速直线运动.由v2=2gh可得 g=,多次测量可求出g的平均值.

练习册系列答案
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利用气垫导轨装置验证机械能守恒定律时，如图所示用垫块把导轨一端垫高H，将一质量为m的滑块由轨道上端某一处滑下，滑块上表面装有宽度为d=3.00cm的挡光片，它通过光电门G时，光电门记录挡光片通过的时间，从而可以求得滑块的速度．重复实验，让滑块总是从同一位置滑下，改变光电门的位置，就可以得到滑块通过不同位置时的速度．取光电门的任意两个位置，可以算出滑块动能的增量△Ek，如再算出重力势能的减少量△EP，比较△Ek与△EP的大小，便可验证机械能是否守恒．
（1）在一次实验中把光电门放置于x1、x2两个位置，分别测得滑块通过光电门时间为△t1、△t2，则滑块由x1运动到x2，重力势能减少量△EP=
mg
H
L
(x2-x1)
mg
H
L
(x2-x1)
，动能的增量△Ek=
1
2
m(
d
△t2
)2-
1
2
m(
d
△t1
)2
1
2
m(
d
△t2
)2-
1
2
m(
d
△t1
)2
（用题给字母表示）
（2）若测得图中L=0.800m，H=16.0cm，m=500g，x1=0.200m，x2=0.700m，△t1=5.00×10-2s、△t2=2.00×10-2s，当地重力加速度g=9.80m/s2，则滑块由G1到G2这个过程中重力势能减少量△Ep=
0.490J
0.490J
J，动能增加量△Ek=
0.473J
0.473J
J．（结果保留三位有效数字）
精英家教网我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后，某课外活动小组对舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣．他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水，制作了如图所示的装置，准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系．要达到实验目的，需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的
 
和在橡皮条阻拦下前进的距离，还必须增加的一种实验器材是
 
．忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力，重力加速度已知，根据
 
定律（定理），可得到钢球被阻拦前的速率．

（6分）我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后，某课外活动小组对舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣。他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水，制作了如图所示的装置，准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系。要达到实验目的，需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的             和在橡皮条阻拦下前进的距离，还必须增加的一种实验器材是             。忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力，重力加速度已知，根据            定律(定理)，可得到钢球被阻拦前的速率。

 

 

（1）我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后，某课外活动小组以舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣。他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水，制作了如图（1）图所示的装置，准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系。要达到实验目的，需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的           和在橡皮条阻拦下前进的距离，还必须增加的一种实验器材是         。忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力，重力加速度已知，根据          定律（定理），可得到钢球被阻拦前的速率。

（2）某同学对有故障的电热毯进行探究。题（2）图1是电热毯的电路示意图，其中电热线和导线通过金属接线片连接。题（2）图2为测试电路实物图，A、B为测试表笔，电压表内阻很大，可视为理想电表。

①请在答题卡虚线框内画出与题（2）图2对应的电路图。

②断开K1，用上述测试电路在1和1′之间检测得知电热线无故障，然后测得电热线的U—I曲线如题（2）图3所示。已知电热线材料的电阻率为2.8×10-7Ω·m，电热线的直径为0.200mm。可求得此电热线的电阻为   kΩ，总长度为      m。（结果均保留两位有效数字）

③为了进一步检查故障，该同学闭合开关K1和K2，用表笔A和B分别对题（2）图1中所示的各点进行测试，部分测试结果如下表所示。由此测试结果可判断出电路有断路，位置在      之间（在“1和2”、“1′和2′”、“2和3”、“2′和3′”中选填一项）。

 

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