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          利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置示意圖甲所示：

          


          


          (1)實驗步驟：
          


          ①將氣墊導軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，將導軌調至水平．
          


          ②用游標卡尺測量擋光條的寬度l。
          


          ③由導軌標尺讀出兩光電門中心之間的距離s
          


          ④將滑塊移至光電門1左側某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2.
          


          ⑤從數(shù)字計時器(圖中未畫出)上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間Δt1和Δt2.
          


          ⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質量M，再稱出托盤和砝碼的總質量m.
          


          (2)用表示直接測量量的字母寫出下列所求物理量的表達式：
          


          ①②當滑塊通過光電門1和光電門2時，系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動能分別為Ek1＝_______________和Ek2＝__________________.
          


          ②在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統(tǒng)勢能的減少ΔEp＝________(重力加速度為g).
          


          (3)如果ΔEp≈Ek2-
Ek1，則可認為驗證了機械能守恒定律．
          


           
          			
          


			
          

		
          
		
		
	
          
		
          
			
          
				
          
				【答案】






          (M＋m)(l/Δt1)/2　(M＋m)( l/Δt2)/2
   mgs
          


          【解析】
          


          試題分析：由于擋光條寬度很小，因此將擋光條通過光電門時的平均速度當作瞬時速
          


          度．根據(jù)動能的定義式得：
          


          通過光電門1，系統(tǒng)（包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼）的總動能為
          


          通過光電門2，系統(tǒng)（包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼）的總動能為
          


          系統(tǒng)勢能的減少
          


          考點：驗證機械能守恒定律．
          


          點評：對常見的幾種測量長度工具要熟悉運用，并能正確讀數(shù)．光電門測量瞬時速度是實驗中常用的方法．由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內的平均速度代替瞬時速度．
          


           
          				
          
							
          
			
          
			
          
			
			
          
		
          
	
          

		
          

		





			
          
		
          
		
				
          
				練習冊系列答案
		
          
		
				
			

					
          
				相關習題
			
          
						
		
          
			
          
				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          （2010?海南）利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置示意圖如圖1所示：

          （1）實驗步驟：
          ①將氣墊導軌放在水平桌面上，桌面高度不低于lm，將導軌調至水平；
          ②用游標卡尺測量擋光條的寬度l，結果如圖2所示，由此讀出l=
          9.30
          9.30
          mm；
          ③由導軌標尺讀出兩光電門中心之間的距離s=
          0.6000
          0.6000
          m；
          ④將滑塊移至光電門1左側某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2；
          ⑤從數(shù)字計時器（圖1中未畫出）上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間△t1和△t2；
          ⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質量M，再稱出托盤和砝碼的總質量m．
          （2）用表示直接測量量的字母寫出下列所示物理量的表達式：
          ①滑塊通過光電門1和光電門2時瞬時速度分別為v1=
          l
          △t1
          l
          △t1
          和v2=
          l
          △t2
          l
          △t2
          ．
          ②當滑塊通過光電門1和光電門2時，系統(tǒng)（包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼）的總動能分別為Ek1=
          1
          2
          （M+m）(
          l
          △t1
          )          2
          1
          2
          （M+m）(
          l
          △t1
          )          2
          和E k2=
          1
          2
          （M+m）(
          l
          △t2
          )          2
          1
          2
          （M+m）(
          l
          △t2
          )          2
          ．
          ③在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統(tǒng)勢能的減少△EP=
          mgs
          mgs
          （重力加速度為g）．
          （3）如果△EP=
          Ek2-Ek1
          Ek2-Ek1
          ，則可認為驗證了機械能守恒定律．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          （2011?淮安三模）某研究性學習小組利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示．在氣墊導軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計算機相連．滑塊在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象．

          （1）實驗前，接通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導軌上，輕推滑塊，當圖乙中的△t1
          =
          =
          △t2（選填“＞”、“=”或“＜”）時，說明氣墊導軌已經水平．
          （2）用螺旋測微器測遮光條寬度d，測量結果如圖丙所示，則d=
          8.474
          8.474
          mm．
          （3）滑塊P用細線跨過氣墊導軌左端的定滑輪與質量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計算機得到的圖象如圖乙所示，若△t1、△t2和d已知，要驗證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機械能是否守恒，還應測出
          滑塊質量M
          滑塊質量M
          和
          兩光電門間距離L
          兩光電門間距離L
          （寫出物理量的名稱及符號）．
          （4）若上述物理量間滿足關系式
          mgL=
          1
          2
          （m+M）（
          d
          △t2
          ）2-
          1
          2
          （m+M）（
          d
          △t1
          ）2
          mgL=
          1
          2
          （m+M）（
          d
          △t2
          ）2-
          1
          2
          （m+M）（
          d
          △t1
          ）2
          ，則表明在上述過程中，滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機械能守恒．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：閱讀理解
			
          

						
          （1）如圖1所示，在水平放置的光滑金屬板中點的正上方有一帶正電的點電荷Q，一表面絕緣帶正電的金屬小球（可視為質點，且不影響原電場）以速度v0在金屬板上自左端向右端運動，小球做
          勻速直線
          勻速直線
          運動；受到的電場力做的功為
          0
          0
          ．

          （2）某研究性學習小組利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖2甲所示．在氣墊導軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定一寬度為d的遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計算機相連．滑塊在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如圖2乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象．
          ①實驗前，接通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導軌上，輕推滑塊，當圖2乙中的△t1
          =
          =
          △t2（選填“＞”、“=”或“＜”）時，說明氣墊導軌已經水平．
          ②滑塊P用細線跨過定滑輪與質量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖2甲所示位置釋放，通過計算機得到如圖2乙所示圖象，若△t1、△t2、d和m已知，要驗證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機械能是否守恒，還應測出的物理量是
          滑塊的質量
          滑塊的質量
          和
          兩光電傳感器間距離
          兩光電傳感器間距離
          ．
          （3）某金屬材料制成的電阻Rr阻值隨溫度變化而變化，為了測量Rr在0到100℃之間的多個溫度下的電阻阻值．某同學設計了如圖3所示的電路．其中A為量程為1mA、內阻忽略不計的電流表，E為電源，R1為滑動變阻器，RB為電阻箱，S為單刀雙擲開關．
          ①完成下面實驗步驟中的填空：
          a．調節(jié)溫度，使得Rr的溫度達到T1，
          b．將S撥向接點l，調節(jié)
          滑動變阻器
          滑動變阻器
          ，使電流表的指針偏轉到適當位置，記下此時電流表的讀數(shù)I；
          c．將S撥向接點2，調節(jié)
          電阻箱
          電阻箱
          ，使
          電流表示數(shù)為I
          電流表示數(shù)為I
          ，記下此時電阻箱的讀數(shù)R0；
          d．則當溫度為T1時，電阻Rr=
          R0
          R0
          ：
          e．改變Rr的溫度，在每一溫度下重復步驟②③④，即可測得電阻溫度隨溫度變化的規(guī)律．
          ②由上述實驗測得該金屬材料制成的電阻Rr隨溫度t變化的圖象如4圖甲所示．若把該電阻與電池（電動勢E=1.5V，內阻不計）、電流表（量程為5mA、內阻Rg=100Ω）、電阻箱R′串聯(lián)起來，連成如圖4乙所示的電路，用該電阻作測溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應的溫度刻度，就得到了一個簡單的“金屬電阻溫度計”．
          a．電流刻度較大處對應的溫度刻度
          較小
          較小
          ；（填“較大”或“較小”）
          b．若電阻箱取值阻值R'=50Ω，則電流表5mA處對應的溫度數(shù)值為
          50
          50
          ℃．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          （2013?黃岡一模）某研究性學習小組利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示．在氣墊導軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定一寬度為d的遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計算機相連．滑塊在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象．

          （1）實驗前，接通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導軌上，輕推滑塊，當圖乙中的△
          t
           
          1
          =
          =
          ．（填“＞”“=”或“＜”）△
          t
           
          2
          時，說明氣墊導軌已經水平．
          （2）滑塊P用細線跨過定滑輪與質量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計算機得到U-t圖象如圖乙所示，若△
          t
           
          1
          、△
          t
           
          2
          、d和m已知，要驗證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機械能是否守恒，還應測出的物理量是
          滑塊質量
          滑塊質量
          和
          兩光電傳感器間距離
          兩光電傳感器間距離
          ．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：閱讀理解
			
          

						
          精英家教網(wǎng)（1）為測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻，用如圖所示電路．
          除干電池、開關、導線外可供使用的實驗器材還有：
          A．電流表（量程0.6A3A）
          B．電壓表（量程3V15V）
          C．滑動變阻器（阻值范圍0～10Ω額定電流2A）
          D．滑動變阻器（阻值范圍0～200Ω額定電流1A）
          ①請你完成下面的選擇：電流表量程選
           
          ，
          電壓表量程選
           
          ，滑動變阻器選
           
          ．
          （填器材前面的字母代號）
          ②在圖中用筆畫線代替導線完成實物連線；
          精英家教網(wǎng)
          （2）某學習小組利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示．在氣墊導軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計算機相連．滑塊在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象．
          精英家教網(wǎng)
          ①實驗前，接通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導軌上，輕推滑塊，當圖乙中的
          △t1
           
          △t2（選填“＞”、“=”或“＜”）時，說明氣墊導軌已經水平．
          ②用螺旋測微器測遮光條寬度d，測量結果如圖丙所示，則d=
           
          mm．
          ③滑塊P用細線跨過氣墊導軌的定滑輪與質量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計算機得到的圖象如圖乙所示，若△t1、△t2和d已知，要驗證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能是否守恒，還應測出
           
          和
           
          （寫出物理量的名稱及符號）．
          ④若上述物理量間滿足關系式
           
          ，則表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒．
          

			
          

			
          
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