某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律．已知当地的重力加速度g=9.80m/s2①实验小组选出一条纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一

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某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律．已知当地的重力加速度g=9.80m/s²
①实验小组选出一条纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，测得h₁=12.01cm，h₂=19.15cm，h₃=27.86cm．打点计时器通以50Hz的交流电．根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了　　J；此时重锤的动能比开始下落时增加了　　 J，根据计算结果可以知道该实验小组在做实验时出现的问题是　．（重锤质量m已知）

②在图乙所示的纸带基础上，某同学又选取了多个计数点，并测出了各计数点到第一个点O的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以

为纵轴画出的图线应是如下图中的　　．图线的斜率表示　　．

答案

①1.88m，1.96m，该实验小组做实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的电键或者释放纸带时手抖动了；②D，重力加速度g

解析

试题分析：①当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了△Ep=mgh₂=m×9.80×0.1915J=1.88m．
此时重锤的动能比开始下落时增加了

=1.96m．
动能的增加量大于重力势能的减小量原因可能是实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的电键或者释放纸带时手抖动了．
②根据机械能守恒定律有：mgh=

，v²=2gh，知

v²与gh成正比，因为该实验是运用了乙图的纸带，可能实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的电键，知测量的h为零，速度不为零．故D正确．图线的斜率等于重力加速度g．

举一反三

为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。

（1）完成下列实验步骤中的填空：
①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点。
②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s₁，s₂，…。求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标，

为纵坐标，在坐标纸上做出

关系图线。
（2）完成下列填空：
①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。
②设纸带上三个相邻计数点的间距为s₁、s₂和s₃。a可用s₁、s₃和Δt表示为a=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s²。

③图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________。

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(4分)下图中千分尺的读数是A mm， B mm

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如图甲所示，贴有白纸的木板竖直放置，弹簧测力计A挂于固定在木板上的P点，下端用细线挂一重物M。某同学用此实验装置来验证“力的平行四边形定则”，并依据实验记录作出图乙。关于此实验下列说法正确的是

A．应测量重物M所受的重力

B．拉线方向应与木板平面平行

C．图乙中F′表示理论合力，F表示实验测出的合力

D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

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用如图甲所示的实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力。
（1）某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图乙，直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止。请问这位同学的操作是否正确？如果不正确，应当如何进行？答：。

（2）如果这位同学先如（1）中的操作，然后不断改变对小车的拉力F，他得到M（小车质量）保持不变情况下的a-F图线是下图中的（将选项代号的字母填在横线上）。

（3）打点计时器使用的交流电频率f=50Hz。下图是某同学在正确操作下获得的一条纸带，A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出。若用s₁、s₂、s₃、s₄以及f来表示小车加速度，则其计算式：a= 。根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为 m/s²（结果保留两位有效数字）。

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如图所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力。不计空气阻力及一切摩擦。

(1)在探究“合外力一定时，加速度与质量的关系”时，要使测力计的示数等于小车所受合外力，操作中必须满足_______；要使小车所受合外力一定，操作中必须满足__________。
实验时，先测出小车质量m，再让小车从靠近光电门甲处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间t。改变小车质量m，测得多组m、t的值，建立坐标系描点作出图线。下列能直观得出“合外力一定时，加速度与质量成反比”的图线是________。

(2)如图甲，抬高长木板的左端，使小车从靠近光电门乙处由静止开始运动，读出测力计的示数F和小车在两光电门之间的运动时间t₀，改变木板倾角，测得多组数据，得到的F－

的图线如图乙所示。

实验中测得两光电门的距离L＝0.80 m，砂和砂桶的总质量m₁＝0.34 kg，重力加速度g取9.8 m/s²，则图线的斜率为_______(结果保留两位有效数字)；若小车与长木板间的摩擦不能忽略，测得的图线斜率将________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

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