用如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為m，遮光片兩條豎邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)處有一光電門，測(cè)得遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間為t，用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A、B兩點(diǎn)間的距離．將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度，用g表示重力加速度．完成下列填空和作圖：

（1）若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過程中，滑塊、遮光片組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量表示為△EP=
mghs
d
mghs
d
．動(dòng)能的增加量表示為△Ek=
mb2
2t2
mb2
2t2
．在滑塊運(yùn)動(dòng)過程中若機(jī)械能守恒，則與s的關(guān)系式為=
1
t2
=
ghs
b2d
1
t2
=
ghs
b2d
．
（2）多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)（A點(diǎn)）下滑，測(cè)量相應(yīng)的s與t值，結(jié)果如下表所示：
1 2 3 4 5
s/m 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40
t/ms 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43
/104s-2 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39
以s為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在如圖2的坐標(biāo)紙中已經(jīng)描出2、3、4數(shù)據(jù)點(diǎn)；請(qǐng)描出第1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，并根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率：k=
2.40
2.40
×104m-1?s-2（保留3位有效數(shù)字）．實(shí)驗(yàn)中，除了必須測(cè)量g、d和h的數(shù)值外，還應(yīng)測(cè)量
遮光片的寬度b
遮光片的寬度b
的數(shù)值，并用上述測(cè)量量表達(dá)k0=
gh
b2d
gh
b2d
，計(jì)算出k0的值，然后將k和k0進(jìn)行比較，若其差值在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．
分析：本題的關(guān)鍵是滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，在求系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能時(shí)注意砝碼的重力勢(shì)能增加了mgs，滑塊和砝碼的速度大小相等，可求出系統(tǒng)增加的動(dòng)能，然后根據(jù)機(jī)械能守恒可得出
1
t2
與s的關(guān)系式，再討論即可．
解答：解：（1）根據(jù)幾何關(guān)系可得導(dǎo)軌傾角sinθ=
h
d

當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)下降高度h′=s?sinθ=
sh
d
，
滑塊從A到B過程中系統(tǒng)重力勢(shì)能減少量為△EP=mgh′=
mghs
d

滑塊速度為v=
b
t
，所以系統(tǒng)動(dòng)能增加量△EK=
1
2
mv2=
mb2
2t2
．
若機(jī)械能守恒應(yīng)有△EP=△EK，將上式代入整理可得
1
t2
=
ghs
b2d

（2）描點(diǎn)、連線如圖所示，

在圖中直線上取相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，讀出兩點(diǎn)坐標(biāo)，由k=可得：
k=2.40×104 m-1?s-2；
根據(jù)（1）的分析可知，要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，需有：
1
t2
=
ghs
b2d
，所以實(shí)驗(yàn)中，除了必須測(cè)量g、d和h的數(shù)值外，還應(yīng)測(cè)量遮光片的寬度b的數(shù)值．
并用上述測(cè)量量表達(dá)k0=
gh
b2d
．
故答案為：（1）
mghs
d
，
mb2
2t2
，
1
t2
=
ghs
b2d
；（2）2.4）×104 m-1?s-2  （2.30～2.50）×104 m-1?s-2都同樣給分．遮光片的寬度b，
gh
b2d
．
點(diǎn)評(píng)：求解實(shí)驗(yàn)題的關(guān)鍵是正確利用物理規(guī)律列出方程，然后再求解即可，注意本實(shí)驗(yàn)屬于滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

某同學(xué)用如圖1所示的裝置做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．他先讀出不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)缚潭瘸叩目潭�，然后在彈簧下端掛上鉤碼，并逐個(gè)增加鉤碼，分別讀出指針?biāo)缚潭瘸叩目潭�，所得�?shù)據(jù)列表如下（g取10m/s2）
鉤碼質(zhì)量m/g 0 100 200 300 400
刻度尺的刻度x/cm 11.70 13.40 15.10 16.80 18.50
（1）根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，在圖2的坐標(biāo)紙上畫出彈簧指針?biāo)缚潭瘸叩目潭葂與鉤碼重G的關(guān)系圖線．
（2）根據(jù)x-G圖線可計(jì)算出，該彈簧的勁度系數(shù)為
58.8
58.8
N/m．（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（1）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖1所示的裝置測(cè)量彈簧的勁度系數(shù)k．當(dāng)掛在彈簧下端的砝碼處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，測(cè)出彈簧受到的拉力F與對(duì)應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度L（彈簧始終在彈性限度內(nèi)），列表記錄如下：
實(shí)驗(yàn)次數(shù)i Fi（N） Li（cm）
1 0.49 60.20
2 0.98 61.60
3 1.47 63.05
4 1.96 64.65
5 2.45 66.10
6 2.94 67.55
精英家教網(wǎng)
因?yàn)橹鸩罘ǔＳ糜谔幚碜宰兞康乳g距變化的數(shù)據(jù)組，所以小組一成員用逐差法處理數(shù)據(jù)，具體如下：將表中第三列相鄰的兩項(xiàng)求差，得出彈簧伸長(zhǎng)量△L=Li-Li-1每個(gè)△L都是與相同的拉力△F=0.49N相對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量，求出△L的平均值
.
△L
=
(L2-L1)+(L3-L2)+…(L6-L5)
5
=
L6-L5
5
=
67.55-60.20
5
cm=1.47cm故該彈簧的勁度系數(shù)為k=k=
△F
△L
=
0.49N
1.47cm
=0.333N/cm該成員在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中存在的問題是：
 
；請(qǐng)你用逐差法處理表格中的數(shù)據(jù)，盡量精確計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)k=
 
N/cm（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．
（2）一微安表 精英家教網(wǎng)的刻度盤只標(biāo)注了表示量程Ig=100μA的刻度線，尚未標(biāo)注其他分刻度線，如圖所2示．請(qǐng)用下列全部器材測(cè)量微安表精英家教網(wǎng)的內(nèi)阻：
①圖示的待測(cè)微安表精英家教網(wǎng)：內(nèi)阻Rg約為2kΩ
②1塊毫伏表 精英家教網(wǎng)：量程250mV，最小分度5mV，內(nèi)阻約為1kΩ
③個(gè)滑動(dòng)變阻器R1：0～50Ω
④個(gè)滑動(dòng)變阻器R2：0～3kΩ
⑤1個(gè)直流電源E：電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)阻r約為1Ω
⑥1個(gè)單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干
如圖3所示，在方框內(nèi)畫出測(cè)量微安表精英家教網(wǎng)的內(nèi)阻Rg的實(shí)驗(yàn)電路原理圖（原理圖中的元①要用相應(yīng)的英文字母標(biāo)注）．
②下面是主要的實(shí)驗(yàn)操作步驟，將所缺的內(nèi)容填寫在橫線上方：
第一步：斷開S，按電路原理圖連接器材，將兩個(gè)滑動(dòng)變阻器 R1、R2的觸頭分別置于合理的位置；
第二步：閉合S，分別調(diào)節(jié)R1和R2至適當(dāng)位置，
 

③用已知量和測(cè)得量的符號(hào)表示微安表精英家教網(wǎng)的內(nèi)阻Rg=
 
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

為了探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置．請(qǐng)思考探究思路并回答下列問題：
精英家教網(wǎng)
（1）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取做法是
 
．
A．將木板帶滑輪的那一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
B．將木板帶滑輪的那一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)
C．將木板固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的那一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
D．將木板固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的那一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)

（2）如圖2所示是某一次打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條記錄小車運(yùn)動(dòng)的紙帶．取計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G．紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.10s，用刻度尺測(cè)量出各相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為AB=1.50cm，BC=3.88cm，CD=6.26cm，DE=8.67cm，EF=11.08cm，F(xiàn)G=13.49cm，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小a=
 
m/s2，打紙帶上C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小vC=
 
m/s．（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）．
（3）某組同學(xué)實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù)，畫出a～F圖象如圖3所示，那么該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題可能是
 
．
（4）消除小車與水平木板之間摩擦力的影響后，要用鉤碼總重力代替小車所受的拉力，此時(shí)鉤碼質(zhì)量m與小車總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的關(guān)系為
 
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

某學(xué)生用如圖1所示的裝置做“探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，在保持小車質(zhì)量不變的情況下，測(cè)小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)，其中的一條紙帶如圖2所示． A、B、C、D、E為我們?cè)诩垘纤x的計(jì)數(shù)點(diǎn)．己知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出．
（1）根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，小車的加速度大小為
 
m/s2．
測(cè)得小車的加速度a和拉力F的其它數(shù)據(jù)如下表所示．
 F（N）  0.21  0.30  0.40  0.49
 a（m/s2）  0.10  0.21  0.29  0.40
根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，作出a-F圖象如圖3所示
（2）圖線在F軸截距的物理意義是
 

（3）應(yīng)如何調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置，才能使作出的a-F圖線過坐標(biāo)原點(diǎn)
 

A．增加小車的質(zhì)量              B．減少小車的質(zhì)量
C．適當(dāng)增大長(zhǎng)木板的傾角        D．適當(dāng)減少小桶內(nèi)鉤碼質(zhì)量
（4）按實(shí)驗(yàn)要求調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置后，本實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)論是
 
．精英家教網(wǎng)

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