（6分）现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光

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（6分）现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A ,B 两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为。动能的增加量可表示为。若在运动过程中机械能守恒，

与s的关系式为

答案

解析

试题分析：滑块、遮光片下降重力势能减小，砝码上升重力势能增大．所以滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量

，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b很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．

，根据动能的定义式得出：

，若在运动过程中机械能守恒，

，所以

与s的关系式为

举一反三

某同学用下图所示装置探究A、B两球在碰撞中动量是否守恒。该同学利用平抛运动测量两球碰撞前后的速度，实验装置和具体做法如下，图中PQ是斜槽，QR为水平槽。实验时先使Ａ球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滑下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把Ｂ球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让Ａ球仍从位置G由静止开始滑下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次，并画出实验中A、B两小球落点的平均位置。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的竖直平面，米尺的零点与O点对齐。

（1）（2分）为了使两球碰撞为一维碰撞，所选两球的直径关系为：A球的直径 B球的直径（“大于”、“等于”或“小于”）；为减小实验误差，在两球碰撞后使A球不反弹，所选用的两小球质量关系应为m_A m_B（选填“小于”、“大于”或“等于”）；
（2）（2分）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：（填选项号）。
A、水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离
B、A球与B球碰撞后，测量A球与B球落点位置到O点的距离
C、A球和B球在空间飞行的时间
D、测量G点相对于水平槽面的高度

（3）（4分）已知m_A和m_B。 E、F、J是实验中小球落点的平均位置，请你根据该同学实验中所选小球和实验的记录纸判断，A球没有碰撞B球时的落点是点（在E、F、J三个落点中选填），A球与B球碰撞后A球的落点是点（在E、F、J三个落点中选填）。该同学通过实验数据说明在实验中A、B两球碰撞中动量守恒，请你用上图中的字母写出该同学判断动量守恒的表达式是。

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（1）在验证力的平行四边形定则实验中，需要将橡皮条的一端固定到水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的末端有绳套，将弹簧秤挂在绳套上，拉动细绳，进行实验，关于实验过程，下列说法正确的是：

A．两根细绳必须等长；

B．橡皮条应该始终处于两细绳的夹角的角平分线位置；

C．用弹簧秤拉动时，应保持弹簧秤与水平木板良好接触；

D．要使每次合力与分力产生相同的效果，必须将橡皮条与绳子的节点拉到相同位置；

E.只需要记录下两个弹簧秤一起拉动时细绳的方向，秤的示数可以按照平行四边形定则进行确定。
（2）某同学在进行本次实验过程中，进行了如下的探索：先用两个弹簧秤成角度的将橡皮筋拉长至O点（α+β＜90°），如图所示；然后保持左侧弹簧秤拉动方向不变，并缓慢的加大拉力，为了维持O点位置不变，β需要（选填“变大”、“变小”或者“不变”），右侧弹簧秤示数也会随之变化，变化情况为：（选填“一直变大”、“一直变小”、“先变大后变小”、“先变小后变大”）。

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在实验“研究匀变速直线运动”中，所用打点计时器的频率为50Hz，打出来的纸带上每5个点选取一个计数点并且标在纸带上方，记为O、A、B、C、D、E、F，并用直尺测量各段长度，OA=4.60cm，OB=10.01cm，OC=16.20cm，OD="23.19cm" ，OE=30.99cm，OF=39.61cm，如图所示，请利用测得的数据，计算并回答下列问题：（本题保留两位有效数字）

（1）计算E点处纸带的速度为            m/s。
（2）纸带反映物体的加速度应为            m/s²。
（3）打下O点时，纸带的速度         零（选填“是”或者“不是”）。

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（10分）在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如右图。其中O是起点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个实际点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm)。(相关计算均保留3位有效数字，重锤质量用m表示).

①这三个数据中不符合有效数字读数要求的是       。
②该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s²，则该段重锤重力势能的减少量为      ，而动能的增加量为       ，
③另一位同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，不过他数了一下：从打点计时器打下的第一个点O数起，图中的B是打点计时器打下的第9个点。因此他用t="8T," v_B=gt计算跟B点对应的物体的瞬时速度，这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量        动能的增加量(选填“大于”，“小于”，“等于”),原因是                          。

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研究小车匀变速直线运动的实验装置如图（a）所示，其中斜面倾角可调。已知电火花式打点计时器所用交流电的周期为T。纸带上计数点的间距如图（b）所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。

①部分实验步骤如下：

A．调整倾角，使小车能够匀速下滑

B．关闭电源，取出纸带。

C．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车。

D．把打点计时器固定在平板上，将纸带穿过限位孔。

E．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连。
F．选择220V交流电源并接好电路
G．选择6~8V直流电源并接好电路
H．选择6~10V交流电源并接好电路
选择其中必须的实验步骤并按正确的先后顺序排列：___     ____（用字母填写）。
②如果当时电网中交变电流的周期不正常，比已知的T略大，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比       （选填：偏大、偏小或不变）．
③小车加速度大小的计算式应为a=_____       ____.

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