(1)①某同学用如图1所示的装置来探究机械能守恒定律:实验中.得到了甲.乙.丙三条实验纸带.如图2所示.则应选甲甲纸带好．在实验中若所用重物的质量为l.00kg.当地的重力加速度为g=9.80m/s2.在某次实验中得到一条点迹清晰的纸带.如图3所示.把第一个点记作0.另选取连续的4个点A.B.C.D作为测量的点.经测量知道A.B.C.D各点到O点的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（1）①某同学用如图1所示的装置来探究机械能守恒定律：实验中，得到了甲、乙、丙三条实验纸带，如图2所示，则应选

甲

纸带好．

在实验中若所用重物的质量为l.00kg，当地的重力加速度为g=9.80m/s²，在某次实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图3所示，把第一个点记作0，另选取连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A，B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm，70.18cm，77.76cm、85.73cm．
②根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于

7.62

J，动能的增加量等于

7.57

J（取三位有效数字）．
③由以上的计算结果可看出，重物由O点运动到C点，重力势能的减少量

大

于动能的增加量，试简单阐述造成这一结果的两个理由

由于空气的阻力

、

纸带与打点计时器之间有摩擦

．
（2）用如图甲所示的装置，来验证碰撞过程中的动量守恒．图中PQ是斜槽，QR为水平槽．O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，A、B两球的质量之比m_A：m_B=3：1．先使A球从斜槽上固定位置G由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次，得到10个落点．再把B球放在水平槽上的末端R处，让A球仍从位置G由静止释放，与B球碰撞，碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复10次．A、B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图乙所示，其中米尺的零点与O点对齐．

①碰撞后A球的水平射程应取

14.50

cm．
②本实验巧妙地利用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度．下面的实验条件中，可能不能使小球飞行的水平距离表示为水平速度的是

．
A．使A、B两小球的质量之比改变为5：1
B．升高固定点G的位置
C．使A、B两小球的直径之比改变为1：3
D．升高桌面的高度，即升高R点距地面的高度
③利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为

1.01

．（结果保留三位有效数字）

分析：1、①自由落体运动的前0.02s的位移：x=

gt²=

×9.8×0.02²m=1.98mm≈2mm，故选甲纸带；
②纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度．从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值；
③重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到较大的阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．
2、A小球和B小球相撞后，B小球的速度增大，A小球的速度减小，所以碰撞后A球的落地点距离O点最近，读数时取平均值，只有当小球做平抛运动时才能用水平位移表示为水平速度，计算出碰撞前后动量的值即可求解．

解答：解：（1）①自由落体运动的前0.02s的位移位移：x=

gt²=

×9.8×0.02²m=1.98mm≈2mm，
为保证初速度为零，要选第一、二点间距接进2mm的纸带，故选甲纸带；
②重力势能减小量△E_p=mgh=1.0×9.8×0.7776J=7.62J．
利用匀变速直线运动的推论得：
v_C=

xBD

TBD

△E_k=E_kC=

mv_C²=7.57J
③重物减小的重力势能总大于重物增加的动能，其主要原因是纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力．
（2）解：①A小球和B小球相撞后，B小球的速度增大，A小球的速度减小，碰撞前后都做平抛运动，高度相同，所以运动时间相同，所以速度大的水平位就大，而碰后A的速度小于B的速度，所以碰撞后A球的落地点距离O点最近，所以碰撞后A球的水平射程应取14.50cm．
②只有当小球做平抛运动时才能用水平位移表示为水平速度，
A、改变小球的质量比，小球碰撞后仍然做平抛运动，可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度；
B、升高固定点G的位置，小球碰撞后仍然做平抛运动，可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度；
C、使A、B两小球的直径之比改变为1：3，小球的球心不在同一高度，碰撞后小球的速度不在水平方向，不能做平抛运动，不可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度；
D、升高桌面的高度，即升高R点距地面的高度，小球碰撞后仍然做平抛运动，可以用小球飞行的水平距离表示为水平速度；
故选C
③碰撞前A球做平抛运动的水平位移为x₁=30cm，碰撞后A球做平抛运动的水平位移为x₂=14.5cm，碰撞后B球做平抛运动的水平位移为x₃=45cm
设运动的时间为t，则碰撞前的动量为：m_A

，碰撞后总动量为：m_A

+m_B

所以碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为

+mB

=1.01
故答案为：（1）①甲；②7.62，7.57；③大，由于空气的阻力、纸带与打点计时器之间有摩擦．
（2）①14.50；②C；③1.01．

点评：1、纸带问题的处理时力学实验中常见的问题，计算过程中要注意单位的换算和有效数字的保留．
2、掌握两球平抛的水平射程和水平速度之间的关系，是解决本题的关键．

练习册系列答案

（2）由于阻力的作用，导致加速度发生变化，利用该装置可以测量重锤下落的加速度a=

9.5

m/s²．

某同学用如图1所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验．小车及车中砝码的质量用M表示，钩码的质量用m表示．
（1）实验中只有

m远小于M

时，才能近似地认为细线对小车的拉力等于钩码所受的重力．
（2）在实验中把木板的一侧垫高，以补偿小车受到的阻力，结果他做出的a-F图象如图2．则乙图线不经过原点的原因是补偿小车受到阻力时，木板的倾斜度

偏小

（选填“偏大”或者“偏小”）；从图象中还可以得到，甲、乙两车及砝码质量M_甲

＜

M_乙（选填“=”、“＞”或者“＜”）．
（3）在探究加速度与质量的关系时，保持m不变，改变M，测出相应的加速度a，采用图象法处理图象，为了比较容易直观地识别加速度a与M的关系，应该作a与

的图象．

某同学用如图1所示的实验装置研究小车在斜面上的运动．实验步骤如下：
a．安装好实验器材．
b．接通电源后，释放小车，用位移传感器测量不同时刻小车距出发点的距离S
c．测量1、2、3…6计数点到出发点的距离，分别记作：S₁、S₂、S₃…S₆
d．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动．
e．分别计算出S₁、S₂、S₃…S₆与对应时间的比值

-t图线．
该同学在图2中已标出1、2、3、4、5、6计数点对应的坐标点，根据出

-t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v₀=

m/s；它在斜面上运动的加速度a=

m/s²．

(18分)(1)(6分)某同学用如图甲的装置来研究牛顿第二定律。

①实验需用沙和沙桶的总重力表示小车受到的合力，则除满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量外，还必须进行的操作是。

②如图乙是某次实验打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为三个相邻的计数点，相邻计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图所示，电源频率为50Hz。则小车的加速度a=m/s2，打B点时小车的速度vB=m/s。(以上结果均保留2位有效数字)。

（1）（8分）．某同学用如图所示的装置，利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC是水平槽，它们连接平滑，O点为重锤线所指的位置。实验时先不放置被碰球2，让球1从斜槽上的某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复10次。然后将球2置于水平槽末端，让球1仍从位置G由静止滚下，和球2碰撞。碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹，重复10次。实验得到小球的落点的平均位置分别为 M、N、P。

①在此实验中，球1的质量为m₁，球2的质量为m₂，需满足m₁_▲ m₂（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

②被碰球2飞行的水平距离由图中线段 ▲ 表示。

③若实验结果满足m₁ =__▲___，就可以验证碰撞过程中动量守恒。

（2）（5分）用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：①向体积为V₁的纯油酸中加入酒精，直到酒精油酸溶液总量为V₂；②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V₀；③先往边长为30～40cm的浅盘里倒入2cm深的水；④用注射器往水面上滴1滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上，计算出轮廓范围内正方形的总数为N．则①上述过程中遗漏的步骤是 ▲ ；

②油酸分子直径的表达式d = ▲ 。

（3）①在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，在下列所给的器材中，

应选用的是：__▲_

A．6.0V的交流电源

B．6.0V的恒压直流电源

C．量程0～15 V，零刻度在刻度表盘中央的电压表

D．量程0~300，零刻度在刻度表盘中央的电流表

②如图是“用描迹法画出电场中平面上的等势线”实验示意图，电极A接电源正极，电极B接电源负极，a、b、c、d、e是五个基准点．当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向“+”接线柱一侧偏转；当电流从“－”接线柱流入电流表时，指针向“－”接线柱一侧偏转．在实验时，探针Ⅰ接触基准点d，另一探针Ⅱ接触探测点p时，发现表的指针发生了偏转，为尽快探测到与d点等电势的点，则下列正确的是 ▲

A．若灵敏电流计指针偏向“+”接线柱一侧，则探针Ⅱ 应右移

B．若灵敏电流计指针偏向“+”接线柱一侧，则探针Ⅱ 应左移

C．若灵敏电流计指针偏向“－”接线柱一侧，则探针Ⅱ 应右移

D．若灵敏电流计指针偏向“－”接线柱一侧，则探针Ⅱ 应左移

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