（9分）（2011?海南）現(xiàn)要通過(guò)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(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過(guò)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(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門(mén)，可以測(cè)試遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間t，用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌低端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(guò)光電門(mén)的平均速度看作滑塊通過(guò)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(guò)程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量可表示為          ．動(dòng)能的增加量可表示為          ．若在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，與s的關(guān)系式為          
（2）多次改變光電門(mén)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）
0.600
0.800
1.000
1.200
1.400
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)，在答題卡上對(duì)應(yīng)圖2位置的坐標(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(xiàn)，求得該直線(xiàn)的斜率k=          ×104m﹣1．?s﹣2（保留3位有效數(shù)字）．

由測(cè)得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出直線(xiàn)的斜率ko，將k和ko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）Mg﹣mgs，，；
（2）如圖，2.40

試題分析：這是一個(gè)根據(jù)書(shū)本上驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)改裝后的題目．
這題的關(guān)鍵在于研究對(duì)象不是單個(gè)物體而是滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)．
對(duì)于系統(tǒng)的重力勢(shì)能變化量要考慮系統(tǒng)內(nèi)每一個(gè)物體的重力勢(shì)能變化量．動(dòng)能也是一樣．
光電門(mén)測(cè)量瞬時(shí)速度是實(shí)驗(yàn)中常用的方法．由于光電門(mén)的寬度b很小，所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度．
根據(jù)變量的數(shù)據(jù)作出圖象，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)求出斜率．
解：（1）滑塊、遮光片下降重力勢(shì)能減小，砝碼上升重力勢(shì)能增大．
所以滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量△EP=Mg﹣mgs
光電門(mén)測(cè)量瞬時(shí)速度是實(shí)驗(yàn)中常用的方法．由于光電門(mén)的寬度b很小，所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度．
vB=
根據(jù)動(dòng)能的定義式得出：
△Ek=（m+M）vB2=
若在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，△Ek=△EP
與s的關(guān)系式為
（2）見(jiàn)圖
運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)求得斜率k==2.40×104m﹣1?s﹣2
由測(cè)得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出直線(xiàn)的斜率ko=
比較k與ko，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．
故答案為：（1）Mg﹣mgs，，；
（2）如圖，2.40

點(diǎn)評(píng)：這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)于我們可能是一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)，但該實(shí)驗(yàn)的原理都是我們學(xué)過(guò)的物理規(guī)律．
做任何實(shí)驗(yàn)問(wèn)題還是要從最基本的物理規(guī)律入手去解決．對(duì)于系統(tǒng)問(wèn)題處理時(shí)我們要清楚系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)物體能的變化．
求斜率時(shí)要注意單位和有效數(shù)字的保留．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

一根輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為10N/cm，把彈簧豎直懸掛，重為2N的物體掛在彈簧的下端保持靜止．下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．彈簧的伸長(zhǎng)量為2cmB．彈簧的伸長(zhǎng)量為2mm
C．彈簧的伸長(zhǎng)量為5cmD．彈簧的伸長(zhǎng)量為5mm

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

(8分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的裝置來(lái)測(cè)定滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，其中A為滑塊，B和C是質(zhì)量可調(diào)的砝碼，不計(jì)繩和滑輪的質(zhì)量及它們之間的摩擦．實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)在砝碼總質(zhì)量(m＋m′＝m0)保持不變的條件下，改變m和m′的大小，測(cè)出不同m下系統(tǒng)的加速度，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析就可求出滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)．

(1)該同學(xué)手中有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、10個(gè)質(zhì)量均為100克的砝碼、滑塊、一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)線(xiàn)，為了完成本實(shí)驗(yàn)，得到所要測(cè)量的物理量，還應(yīng)有 (　　)．
A．秒表          B．毫米刻度尺          C．天平          D．低壓交流電源
(2)實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)得到一條較為理想的紙帶，如圖所示，從清晰的O點(diǎn)開(kāi)始，每隔4個(gè)點(diǎn)取一計(jì)數(shù)點(diǎn)(中間4個(gè)點(diǎn)沒(méi)畫(huà)出)，分別記為A、B、C、D、E、F，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為OA＝1.61 cm，OB＝4.02 cm，OC＝7.26 cm，OD＝11.30 cm，OE＝16.14 cm，OF＝21.80 cm，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)頻率為50 Hz，則由此紙帶可得到打E點(diǎn)時(shí)滑塊的速度v＝______m/s，此次實(shí)驗(yàn)滑塊的加速度a＝_____m/s2.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(3)在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中，該同學(xué)以m為橫軸，以系統(tǒng)的加速度a為縱軸，繪制了如圖所示的實(shí)驗(yàn)圖線(xiàn)，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)可知滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝_______.(g取10 m/s2)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

某同學(xué)把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)繩一端拴在小車(chē)上，另一端繞過(guò)定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車(chē)在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)，以此定量探究繩拉力做功與小車(chē)動(dòng)能變化的關(guān)系，此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及配套的電源、導(dǎo)線(xiàn)、復(fù)寫(xiě)紙、紙帶、小木塊等。組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

①若要完成該實(shí)驗(yàn)，必需的實(shí)驗(yàn)器材還有哪些                                              。
②實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤?chē)的細(xì)繩與木板平行，他這樣做的目的是下列的哪個(gè)            （填字母代號(hào)）
A避免小車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生抖動(dòng)
B可使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)清晰
C可以保證小車(chē)最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
D可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車(chē)受的合力
③平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個(gè)鉤碼牽引小車(chē)時(shí)，發(fā)現(xiàn)小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，難以選到合適的點(diǎn)計(jì)算小車(chē)速度，在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請(qǐng)你利用本實(shí)驗(yàn)的器材提出一個(gè)解決辦法：                                                                 。
④他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車(chē)動(dòng)能增量大一些，這一情況可能是下列哪些原因造成的             （填字母代號(hào)）。
A在接通電源的同時(shí)釋放了小車(chē)
B小車(chē)釋放時(shí)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太近
C阻力未完全被小車(chē)重力沿木板方向的分力平衡掉
D鉤碼勻加速運(yùn)動(dòng)，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

某研究小組設(shè)計(jì)了一種“用一把尺子測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)”的實(shí)驗(yàn)方案；如圖所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端與桌面相切），B是質(zhì)量為m的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）。
第一次實(shí)驗(yàn)，如圖（a）所示，將滑槽末端與桌面右端M對(duì)齊并固定，讓滑塊從滑槽最高點(diǎn)由靜止滑下，最終落在水平地面上的P點(diǎn)，測(cè)出滑槽最高點(diǎn)距離桌面的高度h、M距離地面的高度H、M與P間的水平距離x1；

第二次實(shí)驗(yàn)，如圖（b）所示，將滑槽沿桌面向左移動(dòng)一段距離并固定，讓滑塊B再次從滑槽最高點(diǎn)由靜止滑下，最終落在水平地面上的P′點(diǎn)，測(cè)出滑槽末端與桌面右端M的距離L、M與P′ 間的水平距離x2。
（1）在第二次實(shí)驗(yàn)中，滑塊在滑槽末端時(shí)的速度大小為_(kāi)____________。（用實(shí)驗(yàn)中所測(cè)物理量的符號(hào)表示，已知重力加速度為g）。
（2）（多選）通過(guò)上述測(cè)量和進(jìn)一步的計(jì)算，可求出滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，下列能引起實(shí)驗(yàn)誤差的是（     ）
A．h的測(cè)量B．H的測(cè)量C．L的測(cè)量D．x2的測(cè)量
（3）若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得h＝15cm、H＝25cm、x1＝30cm、L＝10cm、x2＝20cm，則滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝_________。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

分）一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面上，一小車(chē)拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶從斜面上滑下，如圖1所示。圖2是打出的紙帶的一段。

（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，利用圖2給出的數(shù)據(jù)可求出小車(chē)下滑的加速度a=_________。（保留兩位有效數(shù)字）
（2）為了求出小車(chē)在下滑過(guò)程中所受的阻力，還需測(cè)量的物理量有 （利用直尺和天平測(cè)量,寫(xiě)出相應(yīng)物理量的符號(hào)）                                                  。
（3）用測(cè)得的物理量及加速度a表示小車(chē)在下滑過(guò)程中所受的阻力計(jì)算式為f =_________        。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

對(duì)某導(dǎo)電元件(圓柱狀)進(jìn)行研究，圖甲是說(shuō)明書(shū)中給出的伏安特性曲線(xiàn)。

(1) 用多用電表的歐姆擋試測(cè)元件在常溫下的電阻，把選擇開(kāi)關(guān)調(diào)到“×10”歐姆檔，測(cè)量操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)的角度過(guò)大，應(yīng)換為      歐姆檔。
(2) 可由UI圖線(xiàn)得到各狀態(tài)下元件的電阻值R，為了進(jìn)一步研究該材料電阻率，需要測(cè)量元件的長(zhǎng)度和截面直徑。如圖乙所示，用螺旋測(cè)微器測(cè)得的直徑讀數(shù)為        mm。
(3) 實(shí)驗(yàn)室中提供以下器材:
A. 電壓表V(量程為0—3V,內(nèi)阻約5kΩ)
B. 電流表A(量程為0—0.6 A,內(nèi)阻約0.1Ω)
C. 滑動(dòng)變阻器R1(0—10Ω,額定電流1.5A)
D. 滑動(dòng)變阻器R2(0—1000Ω,額定電流0.5A)
E. 直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻為1Ω)
F. 開(kāi)關(guān)S一個(gè)、導(dǎo)線(xiàn)若干
設(shè)計(jì)一個(gè)電路，驗(yàn)證該元件的伏安特性曲線(xiàn)是否和說(shuō)明書(shū)中所給的一致，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇        (填序號(hào))；試在圖丙方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。

（4）把該導(dǎo)電元件直接連在此直流電源上，該導(dǎo)電元件消耗的電功率為      W。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

小明研究小車(chē)在水平長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)所受摩擦力的大小，選用的實(shí)驗(yàn)器材是：長(zhǎng)木板、總質(zhì)量為m的小車(chē)、光電門(mén)、數(shù)字毫秒計(jì)、弧形斜面、擋光片、游標(biāo)卡尺、刻度尺。器材安裝如圖甲所示。

（1）主要的實(shí)驗(yàn)過(guò)程：
①用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片寬度d，讀數(shù)如圖乙所示，則d＝    mm。
②讓小車(chē)從斜面上某一位置釋放，讀出小車(chē)通過(guò)光電門(mén)時(shí)數(shù)字毫秒計(jì)示數(shù)t。
③用刻度尺量出小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)時(shí)遮光板與光電門(mén)間的距離L。
④求出小車(chē)與木板間摩擦力f=   （用物理量的符號(hào)表示）。
（2）實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)釋放的高度應(yīng)該適當(dāng)   （選填“高”或“低”）些。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

（10分）“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，實(shí)驗(yàn)室常用的有“電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”和“電火花計(jì)時(shí)器”，它們使用的都是民用___________（填“直流”或“交流”）電源，其電源頻率為_(kāi)______Hz，每隔__________s打一個(gè)點(diǎn)。

（2）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖所示，他選擇了幾個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出，其中s1=7.06cm，s2=7.68cm，s3=8.30cm，s4=8.92cm，那么打b點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小是___________m/s；根據(jù)紙帶求得加速度的大小是_________m/s2（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

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