题目内容

（1）气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律，实验装置如图所示，采取的实验步骤如下：
a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；
b．调整气垫导轨，使导轨处于水平：
c．在A和B间放入一个被压缩的轻质且极短的弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；
d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1；
e．按下电钮放开卡销，同时用计时器记录滑块A、B从开始到分别碰撞C、D挡板时所用时间t1、t2；
①实验中还应测量的物理量是______．
②利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______．
（2）在“验证机械能守恒定律”的实验中，利用重锤拖着纸带自由下落通过打点计时器并打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．
①在实验过程中，下列的说法正确的是：______．
A．必须使用的测量仪器有：打点计时器、夭平和刻度尺
B．纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上
C．实验中若其他条件不变且空气阻力恒定时，选用重锤质量的大小不影响实验的误差
D．选用纸带上任意可计算速度的两点都可以用来验证机械能守恒定律
②安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图所示．图中O点为为打点起始点，且速度为零．

选取纸带上打出的连续点A、B、C，…，测出其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h1、h2、h3，已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T．为验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重锤重力势能的减少量△EP=______，动能的增加量△EK______（用题中所给字母表示）．
③以各点到起始点的距离h为横坐标，以各点速度的平方v2为纵坐标建立直角坐标系，用实验测得的数据绘出v2-h图线，如图所示．从v2-h图线求得重锤下落的加速度g'=______m/s2．（保留3位有效数字）
（1）因系统水平方向动量守恒即mAvA-mBVB=0，由于系统不受摩擦，故滑块在水平方向做匀速直线运动故有vA=
L1
t1
，VB=
L2
t2

所以还要测量的物理量是：B的右端至D板的距离L2．
（2）若要验证动量守恒定律则：mAvA-mBVB=0，带入得：mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=0
故答案为：B的右端至D板的距离L2；mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=0
（2）①A、因为我们是比较mgh、
1
2
mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故A错误；
B、纸带与打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上可以减小摩擦，减小实验误差，故B正确；
C、实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响，故C错误；
D、选用纸带上任意可计算速度的两点，计算出动能的变化量及重力势能的变化量，都可以用来验证机械能守恒定律，故D正确．
故选BD
②重锤重力势能的减少量△EP=mgh=mgh2
动能的增加量△EK=
1
2
mvF2=
m(h3-h1)2
8T2

③根据mgh=
1
2
mv2得：
v2=2gh
所以v2-h图线的斜率为2g，
即2g=
5.8-0
0.3-0
=
58
3

解得：g=9.67
故答案为：（1）①B到D距离L2；②mA
L1
t1
=mB
L2
t2
；（2）①BD；②mgh2，
m(h3-h1)2
8T2

③9.67
练习册系列答案
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如图所示，在高台跳水比赛中，质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为f，那么在他减速下降h的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度）（　　）
A．他的动能减少了fh
B．他的重力势能减少了mgh
C．他的机械能减少了fh
D．他的机械能减少了（f-mg）h
在用自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验中，用天平称得重物的质量为m=0.5kg，所用电源的频率为50Hz，某同学通过正确的实验操作得到了一条理想的纸带．纸带上打出的点如图所示（纸带上的O点是第一个打印点，A、B、C、D、E分别是每打两个点的时间作为计时单位取的记数点，图中数据单位为毫米），已知当地的重力加速度g=9.8m/s2．选择B点为初始点，D点为终点，则从打下B点到打下D点的过程中，重物的重力势能的减少量为△Ep=______J；重物动能的增加量为△Ek=______J；但实验中总存在△Ep______△Ek（填：小于、等于、大于）．（取3位有效数字）
某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械守恒定律，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．（填“＞”“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平．
（2）遮光条宽度为d，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，通过计算机得到的图象如图乙所示，若△t1、△t2、d和鈎码质量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______和______（写出物理量的名称及符号）．
（3）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．
在验证机械能守恒定律的实验中，设在选定的纸带上依次把点记为1，2，3，…等计数点，如图，纸带上所打点，记录了物体在不同时刻的位置，若物体运动从计数点2到计数点4过程来验证机械能守恒定律，（打点计时器的打点周期为T，物体的质量为m，重力加速度为g，图中字母表示的距离已知）．
（1）当打点计时器打点“2”时，物体动能的表达式应该是______；
（2）在此过程中重力势能的减少量为______
（3）要验证的机械能守恒的表达式为：______．
如图甲是某同学验证《机械能守恒定律》的实验及打出的一条纸带的一部分：

（1）打出的纸带如图乙所示，实验时纸带的______端应和重物相连接．（选填“左”或“右”）
（2）在实验中，该同学发现重锤减少的势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的原因是______
A．选用的重锤质量过大B．选用的重锤质量过小
C．空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
D．实验时操作不够细，实验数据测量不准确
（3）已知打点计时器的周期为0.02s，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，图中数字为各点距起点O的距离，设重锤为m=0.1kg，当打点到B时，重锤的重力势能减少了0.191J，动能增加了0.190J，据此可以得出的结论是：______．
某同学用如图所示的装置测定重力加速度：
①电磁打点计时器的工作电源为______
②打出的纸带如图所示，与物体相连的是纸带的______（填“左”或“右”）
③纸带上1～9各点为计时点，则下落物体的加速度______m/s2
④若当地的重力加速度为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因______．
如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．
（1）为完成此实验，除了图中所示器材，还需要的器材有______
A．刻度尺B．秒表
C．天平D．“220V、50Hz”交流电源
（2）某同学实验打出的纸带如图所示，“0”点是第一个打点（此刻速度为零），0、1、2、…、4为连续打下的点．各相邻打点间的距离为S1、S2、…、S4．设打点计时器的打点时间间隔为T，实验地点的重力加速度为g．为了验证打下“0”点到打下“3”点过程中，重锤的机械能守恒，该同学利用υ=2gS3计算出打下“4”点时重锤的速度υ，你赞同吗？请写出你的看法．（若不赞同，请写出你的方法．）______．
质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动，有一轻弹簧固定其上，另一质量也为m的物体乙以4m/s的速度与甲相向运动，如图所示，则 （  ）
A．甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，由于弹簧弹力的作用，甲乙两物体组成的系统动量不守恒
B．当两物块相距最近时，甲物块的速度为零
C．甲物块的速率可达到5m/s
D．当甲物块的速率为1m/s时，乙物块的速率可能为2m/s，也可能为0

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