現(xiàn)要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間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)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)動至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為       。動能的增加量可表示為        。若在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒，與s的關(guān)系式為= ____________.
(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）
0.600
0.800
1.000
1.200
1.400
t（ms）
8.22
7.17
6.44
5.85
5.43
1/t2（104s－2）
1.48
1.95
2.41
2.92
3.39
以s為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在圖2坐標(biāo)紙中描出第1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率k=              ×104m-1·s-2 (保留3位有效數(shù)字)。
 
由測得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出直線的斜率k0，將k和k0進(jìn)行比較，若其差值在試驗(yàn)允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此試驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。

（1）         （2）  2.40

解析試題分析：（1）在滑塊從A運(yùn)動至B的過程中，滑塊重力勢能減少量為Mgssinα=,砝碼重力勢能增加了mgs,所以滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為；滑塊及砝碼的速度為，動能的增加量可表示為；若機(jī)械能守恒則滿足：=
整理可得：
（2）畫出直線如圖：

根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率k=
考點(diǎn)：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

用下列器材設(shè)計(jì)描繪電阻R0伏安特性曲線的電路
定值電阻R0（阻值約為25kΩ）
電流表A1：（量程100µA，內(nèi)阻約2kΩ）；
電流表A2：（量程500µA，內(nèi)阻約300Ω）
電壓表V1：（量程10V，內(nèi)阻約100kΩ）；
電流表V2：（量程50V，內(nèi)阻約500 kΩ）
電源E：（電動勢15V，允許最大電流1A）；
滑動變阻器R1（最大阻值200Ω，額定電流0.5A）；
滑動變阻器R2（最大阻值20Ω，額定電流0.6A）
電鍵S，導(dǎo)線若干；為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，要求測多組數(shù)據(jù)．
（1）電流表應(yīng)選___________；電壓表應(yīng)選__________；滑動變阻器選             
（2）在答題卷的方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

在利用方木板、彈簧測力計(jì)、橡皮條、細(xì)繩套等器材探究力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)中：
(1)下列做法中正確的是       。
A．用兩個(gè)彈簧測力計(jì)和只用一個(gè)彈簧測力計(jì)拉時(shí)，橡皮條的形變量可不相同
B．作分力和合力的圖示時(shí)，選的標(biāo)度必須相同
C．拉彈簧測力計(jì)時(shí)，不能使彈簧測力計(jì)超出木板的邊界
D．用兩個(gè)彈簧測力計(jì)拉時(shí)，其間的夾角越大越好
(2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是      。
A．理想實(shí)驗(yàn)法    B．控制變量法    C．等效替代法    D．建立物理模型法
(3)如圖，用A、B兩個(gè)彈簧秤拉橡皮條的D點(diǎn)，使其伸長到E點(diǎn)，現(xiàn)保持A的讀數(shù)不變，當(dāng)∠α由圖示位置減小時(shí)，欲使D點(diǎn)仍在E點(diǎn)位置保持不變，則可用的方法是     。

A．使B的讀數(shù)變大，β角變大?
B．使B的讀數(shù)變大，β角變小?
C．使B的讀數(shù)變小，β角變小?
D．使B的讀數(shù)變大，β角變大

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

（8分）某課外活動小組利用豎直上拋運(yùn)動驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
⑴某同學(xué)用20分度游標(biāo)卡尺測量小球的直徑，讀數(shù)如圖甲所示，小球直徑為   cm。圖乙所示彈射裝置將小球豎直向上拋出，先后通過光電門A、B，計(jì)時(shí)裝置測出小球通過A、B的時(shí)間分別為2.55ms、5.15ms，由此可知小球通過光電門A、B時(shí)的速度分別為vA、vB，其中vA＝    m/s。
⑵用刻度尺測出光電門A、B間的距離h，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，只需比較   是否相等，就可以

驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒（用題目中涉及的物理量符號表示）。
⑶通過多次的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，小球通過光電門A的時(shí)間越短，⑵中要驗(yàn)證的兩數(shù)值差越大，試分析實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的主要原因是   。

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

在一次課外活動中，某同學(xué)用圖甲所示裝置測量放在水平光滑桌面上鐵塊A與金屬板B間的動摩擦因數(shù)。已知鐵塊A的質(zhì)量mA=1kg，金屬板B的質(zhì)量mB=0.5kg。用水平力F向左拉金屬板B，使其向左運(yùn)動，彈簧秤的示數(shù)如圖甲所示，則A、B間的摩擦力Fμ=  __  N，A、B間的動摩擦因數(shù)μ=        。（g取10m/s2）。該同學(xué)還將紙帶連接在金屬板B的后面，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下一系列的點(diǎn)，測量結(jié)果如圖乙所示，圖中各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，可求得拉金屬板的水平力F=      N  。

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

（1）使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來分析物體運(yùn)動情況的實(shí)驗(yàn)中,有如下基本步驟：

A．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上
B．安好紙帶
C．松開紙帶讓物體帶著紙帶運(yùn)動
D．接通低壓交流電源
Ｅ．取下紙帶
Ｆ.斷開開關(guān)
這些步驟正確的排列順序?yàn)開_____            _。
（2） 某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所記錄的紙帶來研究做勻變速直線運(yùn)動小車的運(yùn)動情況。實(shí)驗(yàn)中獲得一條紙帶如圖所示。其中兩相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出。已知所用電源的頻率為50HZ，則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間為          s，打A點(diǎn)時(shí)小車運(yùn)動的速度VA =            m/s；小車運(yùn)動的加速度a =             m/s2.（后兩空保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

(10分)某實(shí)驗(yàn)小組采用圖所示的裝置探究“小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”，圖中小車可放置砝碼.實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz.

(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：
①在小車上放入砝碼，將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并連在小車后端，用細(xì)繩連接小車和鉤碼；
②讓小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，__________，__________，小車拖動紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn)，____________，取下紙帶；
③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)②的操作.
(2)下圖是鉤碼質(zhì)量為0.03kg、砝碼質(zhì)量為0.02kg時(shí)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)Ｏ及A、B、C、D和Ｅ五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到Ｏ的距離Ｓ及對應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v，請將C點(diǎn)的測量結(jié)果填在表格中的相應(yīng)位置.

表1紙帶的測量結(jié)果

(3)在坐標(biāo)紙上畫出小車的速度－時(shí)間圖象（以0點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，豎直坐標(biāo)以0.30 m/s開始）.
(4)根據(jù)速度－時(shí)間圖象判斷小車做的是__________直線運(yùn)動.
(5)小車的加速度大小為___     ___ m·s-2.（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位）

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

如圖甲所示，是某同學(xué)驗(yàn)證動能定理的實(shí)驗(yàn)裝置．其步驟如下：

a．易拉罐內(nèi)盛上適量細(xì)沙，用輕繩通過滑輪連接在小車上，小車連接紙帶．合理調(diào)整木板傾角，讓小車沿木板勻速下滑．
b．取下輕繩和易拉罐，測出易拉罐和細(xì)沙的質(zhì)量m及小車質(zhì)量M．
c．取下細(xì)繩和易拉罐后，換一條紙帶，讓小車由靜止釋放，打出的紙帶如圖乙(中間部分未畫出)，O為打下的第一點(diǎn)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為f，重力加速度為g．

（1）步驟c中小車所受的合外力為       ．
（2）為驗(yàn)證從O→C過程中小車合外力做功與小車動能變化的關(guān)系，測出BD間的距離為x0，OC間距離為x1，則C點(diǎn)的速度為       ．需要驗(yàn)證的關(guān)系式為                                （用所測物理量的符號表示）．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

（11分）某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究滑塊在水平桌面上的運(yùn)動，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材。
b．釋放滑塊，使滑塊沿水平桌面運(yùn)動，位移傳感器每隔0.1s給出一次滑塊與位移傳感器之間的距離。該同學(xué)取出一部分?jǐn)?shù)據(jù)，并將第一組數(shù)據(jù)做為記時(shí)零點(diǎn)，如下表所示。

時(shí)刻（s）
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
距離（m）
0.100
0.111
0.135
0.173
0.224
0.289
0.367
0.459
0.564
0.683
0.815
c．該同學(xué)判斷出滑塊沿水平桌面做勻加速直線運(yùn)動。
d．分別計(jì)算出滑塊在0.1s內(nèi)、0.2s內(nèi)、0.3s內(nèi)……的位移x。
e．分別計(jì)算出位移x與對應(yīng)時(shí)間t的比值。
f．以為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo)，標(biāo)出與對應(yīng)時(shí)間t的坐標(biāo)點(diǎn)，畫出-t圖線。
結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請你完成下列任務(wù)：
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可知t=0時(shí)滑塊與位移傳感器之間的距離d=________m。
（2）該同學(xué)在圖2中標(biāo)出了除t=0.4s時(shí)的各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，請你在該圖中標(biāo)出t=0.4s時(shí)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出-t圖線。

（3）根據(jù)-t圖線可求出滑塊的加速度a=________m/s2。（保留3位有效數(shù)字）
（4）若將-t圖線延長，發(fā)現(xiàn)圖線與軸有一交點(diǎn)，其原因是______________________。

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