如图为利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)“验证机械能守恒定律的实验装置.完成以下填空．实验步骤如下:①将气垫导轨放在水平桌面上.桌面高度不低于1m.将导轨调至水平．②测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s．③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2．④读出滑块分别通� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

9．如图为利用气垫导轨（滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略）“验证机械能守恒定律”的实验装置，完成以下填空．

实验步骤如下：
①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平．
②测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s．
③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．
④读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间△t₁和△t₂．
⑤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．
⑥滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为E_k1=$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{l}{△{t}_{1}}$）²和E_k2=$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{l}{△{t}_{2}}$）²．
⑦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=mgs．（已知重力加速度为g）
⑧如果满足关系式△E_p=E_k2-E_k1，则可认为验证了机械能守恒定律．（用直接测得物理量的字母和重力加速度g表示）
⑨实验中误差产生的原因有：摩擦阻力．（写出一个原因即可）

分析光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法．
由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．
根据功能关系得重力做功的数值等于重力势能减小量．
要注意本题的研究对象是系统．

解答解：⑥由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．
滑块通过光电门1速度v₁=$\frac{l}{△{t}_{1}}$
滑块通过光电门2速度v₂=$\frac{l}{△{t}_{2}}$
系统的总动能分别为E_k1=$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{l}{△{t}_{1}}$）²和E_k2=$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{l}{△{t}_{2}}$）²
⑦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=mgs
⑧如果满足关系式△E_p=E_k2-E_k1，即系统重力势能减小量等于动能增加量，则可认为验证了机械能守恒定律．
⑨因存在摩擦阻力，从而导致减小的重力势能略大于增加的动能，
故答案为：⑥$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{l}{△{t}_{1}}$）²，$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{l}{△{t}_{2}}$）²；
⑦mgs；
⑧△E_p=E_k2-E_k1；
⑨摩擦阻力．

点评了解光电门测量瞬时速度的原理．
实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面．

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19．

如图所示，一滑块从半圆形光滑轨道上端由静止开始滑下，当滑到最低点时，关于滑块动能大小和对轨道最低点的压力，下列结论正确的是（　　）

	A．	轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道的压力越大
	B．	轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道的压力与半径无关
	C．	轨道半径不变，滑块的质量越大，滑块动能越大，对轨道的压力越小
	D．	轨道半径不变，滑块的质量越大，滑块动能越大，对轨道的压力不变

20．（1）如图1所示是用频闪照相研究平抛运动时拍下的A、B两小球同时开始运动的照片．A无初速释放，B水平抛出．通过观察发现，尽管两个小球在在水平方向上的运动不同，但是它们在竖直方向上总是处在同一高度．该实验现象说明了B球开始运动后D．
A．水平方向的分运动是匀速直线运动B．水平方向的分运动是匀加速直线运动C．竖直方向的分运动是匀速直线运动D．竖直方向的分运动是自由落体运动

（2）如图2所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm．如果取g=10m/s²，那么，①闪光频率是10Hz．；②小球运动中水平分速度的大小是1.5m/s．

17．

质量为m的物体由$\frac{1}{4}$光滑圆弧轨道顶端从静止开始释放，如图所示，A为轨道最低点，A与圆心O在同一竖直线上，已知圆弧轨道半径为R，运动到A点时，物体的速度是多大？

4．

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	A．	h越高，摩托车对侧壁的压力将越大
	B．	h越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大
	C．	h越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大
	D．	圆周运动的周期与h无关