第第頁(yè)專題3光電門等現(xiàn)代技術(shù)在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用實(shí)驗(yàn)解答總結(jié)【本專題涉及到的常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)】1、實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律2、實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系3、實(shí)驗(yàn)：測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)4、實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)5、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)能定理（探究做功與速度變化的關(guān)系）6、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律7、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律8、實(shí)驗(yàn)：研究自由落體運(yùn)動(dòng)9、實(shí)驗(yàn)：探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系【方法總結(jié)提升】1、遮光條通過(guò)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度等于其通過(guò)光電門的平均速度大小，即v＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(d,Δt)。用兩個(gè)光電門測(cè)量加速度常用方法：①知道遮光條通過(guò)光電門1的時(shí)間是、光電門1的時(shí)間是、通過(guò)兩個(gè)光電門的時(shí)間是，則加速度是②知道遮光條通過(guò)光電門1的時(shí)間是、光電門1的時(shí)間是、兩個(gè)光電門的距離是L，則加速度是2、用頻閃照相的方法、手機(jī)錄像代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．其數(shù)據(jù)處理方法與紙帶類實(shí)驗(yàn)處理方法類似。通過(guò)以上裝置的改進(jìn)能最大限度地減少因長(zhǎng)木板和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔的阻力而導(dǎo)致的小車加速度不恒定，使小車盡可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，以提高實(shí)驗(yàn)的精確度。【例題1】利用如圖所示裝置做“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌面上，將細(xì)繩一端拴在滑塊上，另一端繞過(guò)定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼使滑塊在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)。（1）在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要先將長(zhǎng)木板傾斜適當(dāng)?shù)慕嵌龋@樣做的目的是；還要求重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，這樣做的目的是。A．使滑塊獲得較大的加速度B．使細(xì)線的拉力等于滑塊受到的合外力C．使紙帶上點(diǎn)跡清晰，便于進(jìn)行測(cè)量D．使鉤碼的重力近似等于細(xì)線的拉力（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，以小車運(yùn)動(dòng)的加速度a為縱軸，力F為橫軸，得到如圖所示的a-F圖像如圖中圖線A所示，現(xiàn)僅增大木板與水平方向夾角，得到的圖像可能是圖中的（圖中所示的A、B、D、E圖線相互平行）。（3）為進(jìn)行更精確的實(shí)驗(yàn)，對(duì)上述裝置進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電門，滑塊上固定一遮光片，光電門可以記錄下遮光片通過(guò)光電門時(shí)所用的時(shí)間Δt1和Δt2，以及兩次開(kāi)始遮光的時(shí)間間隔Δt，用此裝置得到的數(shù)據(jù)繪制圖像，探究加速度與力的關(guān)系，除了上述已測(cè)得的物理量，還需要測(cè)量或記錄的數(shù)據(jù)有。A．遮光片的寬度dB．鉤碼的質(zhì)量mC．滑塊和遮光片的總質(zhì)量MD．滑塊的初始位置到光電門1的距離L1【答案】BDDE/EDAB/BA【解析】（1）在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要先將長(zhǎng)木板傾斜適當(dāng)?shù)慕嵌妊a(bǔ)償阻力，這樣做的目的是使細(xì)線的拉力等于滑塊受到的合外力。故選B。根據(jù)牛頓第二定律，有解得由此可知，當(dāng)重物的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量M時(shí)，重物的重力mg近似等于細(xì)線的拉力F。故選D。（2）由圖線A不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因，可能是沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足，所以增大木板與水平方向夾角，可能出現(xiàn)剛好平衡摩擦力或者平衡摩擦力過(guò)度或者平衡摩擦力還不足。故選DE。（3）滑塊經(jīng)過(guò)兩光電門的速度分別為所以滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度為滑塊所受合力為繩的拉力，當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量時(shí)，繩的拉力近似等于鉤碼的重力，即所以還需要測(cè)量或記錄的數(shù)據(jù)為遮光條寬度、鉤碼的質(zhì)量。故選AB。【例題2】某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)知識(shí)測(cè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭，將實(shí)驗(yàn)器材如圖組裝。實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．測(cè)出金屬球的直徑d；B．測(cè)出光電門與B點(diǎn)（球心等高點(diǎn)）之間的高度h，記錄金屬小球通過(guò)光電門的遮光時(shí)間；C．逐步下調(diào)光電門的位置，測(cè)出多組數(shù)據(jù)，以為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，繪制出圖像。（1）金屬球過(guò)光電門的速度。（2）正確操作后繪制出如圖所示的圖像，則重力加速度g=m/s2。（結(jié)果保留兩位小數(shù)）（3）若未考慮金屬小球的半徑，從圖中的A點(diǎn)開(kāi)始測(cè)量下落高度，仍然用上述方法，則測(cè)出的重力加速度與小問(wèn)2相比（填偏大、偏小或不變）。【答案】9.75不變【解析】（1）由于金屬球直徑很小，因此可以用金屬球通過(guò)光電門的平均速度表示金屬球在光電門位置的速度，則有（2）根據(jù)自由落體速度與位移公式有結(jié)合圖像有解得（3）若從A點(diǎn)測(cè)量，則速度與位移的關(guān)系為結(jié)合圖像可知，由于圖像的斜率不變，因此測(cè)得的重力加速度不變。【例題3】某班級(jí)同學(xué)在探究向心力大小的表達(dá)式實(shí)驗(yàn)時(shí)：第一小組采用甲圖所示的裝置進(jìn)行探究，兩個(gè)變速塔輪通過(guò)皮帶連接，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使長(zhǎng)槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的鋼球就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。橫臂的擋板對(duì)鋼球的壓力提供向心力，鋼球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^(guò)橫臂的杠桿作用使彈簧測(cè)力筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)鋼球所受向心力的比值。第二小組采用用乙圖所示的裝置進(jìn)行探究，滑塊套在水平桿上，隨水平桿一起繞豎直桿做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，力傳感器通過(guò)一細(xì)繩連接滑塊，用來(lái)測(cè)量向心力的大小。滑塊上固定一遮光片，寬度為d，光電門可以記錄遮光片通過(guò)的時(shí)間，測(cè)得旋轉(zhuǎn)半徑為。滑塊隨桿勻速圓周運(yùn)動(dòng)，每經(jīng)過(guò)光電門一次，通過(guò)力傳感器和光電門就同時(shí)獲得一組向心力和角速度的數(shù)據(jù)。（1）下列實(shí)驗(yàn)中與這兩組同學(xué)采用的科學(xué)方法不同是。A．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系B．探究影響通電導(dǎo)線受力的因素C．探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律（2）第一組同學(xué)在某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，兩個(gè)鋼球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相等，圖中標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值為，與皮帶連接的兩個(gè)變速塔輪的半徑之比為。②第二組同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，以為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)，可在坐標(biāo)紙中描出數(shù)據(jù)點(diǎn)作一條如圖乙所示直線，圖線斜率為，則滑塊的質(zhì)量為（用、、d表示）。【答案】C【解析】（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄肯蛐牧Υ笮〉谋磉_(dá)式，由于每次只能研究?jī)蓚€(gè)物理量之間的關(guān)系，需要確保其它的物理量不變，即采用了控制變量法，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系與探究影響通電導(dǎo)線受力的因素均采用了控制變量法，而探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律采用的是等效替代法，因此與這兩組同學(xué)采用的科學(xué)方法不同是探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律。故選C。（2）根據(jù)，由于則有根據(jù)解得（3）滑塊圓周運(yùn)動(dòng)的速度由于則有則有解得【例題4】如圖1所示為驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置，氣墊導(dǎo)軌置于水平桌面上，和為兩個(gè)光電門，、均為彈性滑塊，質(zhì)量分別為、，且選擇大于，兩遮光片沿運(yùn)動(dòng)方向的寬度均為，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下；(1)調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌成水平狀態(tài)；(2)輕推滑塊，測(cè)得通過(guò)光電門的遮光時(shí)間為；(3)與相碰后，和先后經(jīng)過(guò)光電門的遮光時(shí)間分別為和。回答下列問(wèn)題：①用螺旋測(cè)微器測(cè)得遮光片寬度如圖2所示，讀數(shù)為：；②實(shí)驗(yàn)中選擇大于的目的是：；③利用所測(cè)物理量的符號(hào)表示動(dòng)量守恒成立的式子為：。【答案】1.195碰撞中滑塊不反彈【解析】(3)①螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為，可動(dòng)刻度讀數(shù)為，則讀數(shù)為：。②為了、碰撞時(shí)不反彈，需滿足的質(zhì)量大于的質(zhì)量。③碰撞前的總動(dòng)量為碰撞后的總動(dòng)量為則動(dòng)量守恒的表達(dá)式為1．采用如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)。（1）以下是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些做法，其中合理的有。A．要求斜槽軌道低端保持水平B．斜槽軌道盡量光滑C．每次小球釋放的初始位置可以任意選擇D．為描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，描繪的點(diǎn)可以用折線連接（2）如圖為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)用閃光照相的方法獲得的相片的一部分，圖中背景小方格的邊長(zhǎng)為1.25cm，取。則：閃光照片的時(shí)間為s；小球運(yùn)動(dòng)的初速度m/s；小球過(guò)B點(diǎn)的豎直速度m/s。【答案】A0.050.751【解析】（1）A．探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，必須保證小球從斜槽出去的速度方向水平，所以要求斜槽軌道低端保持水平，故A正確；BC．做同一次平拋實(shí)驗(yàn)時(shí)，只需要小球每次從同一位置由靜止釋放即可，所以斜槽軌道不需要光滑，故BC錯(cuò)誤；D．為描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，描繪的點(diǎn)必須用平滑的曲線連接，故D錯(cuò)誤。故選A。（2）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向規(guī)律可知AB與BC之間的時(shí)間間隔相等，設(shè)為T，豎直方向根據(jù)推論解得閃光照片的時(shí)間為小球運(yùn)動(dòng)的初速度為小球過(guò)B點(diǎn)的豎直速度2．小王用如圖所示的裝置探究物塊的加速度與力的關(guān)系。小王將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn)，用不同質(zhì)量的重物通過(guò)細(xì)線拉同一物塊，每次都將物塊從同一位置A由靜止釋放。重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于物塊（含遮光條）的質(zhì)量。（1）若將重物所受的重力視為與物塊所受的合力大小相等，則（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。（2）若物塊釋放后，遮光條（寬度為d）通過(guò)光電門的時(shí)間為t，則物塊通過(guò)光電門時(shí)的速度大小為。（3）若測(cè)得A、B間的距離為s，則物塊的加速度大小為。【答案】需要【解析】（1）若將重物所受的重力視為與物塊所受的合力大小相等，即認(rèn)為重物所受的重力所受重力與細(xì)線拉力大小相等，可知，實(shí)驗(yàn)中需要使得細(xì)線拉力為物塊所受外力的合力，則實(shí)驗(yàn)中必需要平衡摩擦力。（2）根據(jù)光電門測(cè)速原理，可知物塊通過(guò)光電門時(shí)的速度大小為（3）根據(jù)結(jié)合上述解得3．某實(shí)驗(yàn)小組為測(cè)量一質(zhì)量為m的小球通過(guò)某一微塵區(qū)所受到的平均阻力的大小，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：（1）將小球固定于釋放裝置上，調(diào)節(jié)光電門位置，使小球從光電門正上方釋放后，在下落過(guò)程中球心可通過(guò)光電門。測(cè)得小球球心與光電門間的豎直距離h。（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)量小球的直徑，示數(shù)如圖乙所示，小球直徑d=。（3）測(cè)量時(shí)，應(yīng)（填選項(xiàng)前的字母序號(hào)），并記錄小球通過(guò)光電門的遮光時(shí)間t。A．先釋放小球，后接通數(shù)字計(jì)時(shí)器B．先接通數(shù)字計(jì)時(shí)器，后釋放小球C．操作的先后順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響（4）已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，由以上測(cè)得的相關(guān)物理量計(jì)算可得小球通過(guò)微塵區(qū)所受的平均阻力f=（用字母m、d、g、h和t表示）。【答案】6.882（6.881~6.884）B【解析】（2）根據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)律，小球的直徑為（3）在測(cè)量時(shí)，因小球下落時(shí)間很短，如果先釋放小球，有可能會(huì)出現(xiàn)時(shí)間記錄不完整，所以應(yīng)先接通數(shù)字計(jì)時(shí)器，再釋放小球，A錯(cuò)誤，B正確。故選B。（4）依題意，小球向下運(yùn)動(dòng)的高度為h，通過(guò)光電門的速度為由牛頓第二定律有由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有可得解得4．某實(shí)驗(yàn)小組在探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，建立如圖所示的xOy坐標(biāo)系，小球水平拋出后，用頻閃照相的方法在坐標(biāo)紙上記錄了小球在不同時(shí)刻的四個(gè)位置a、b、c、d。已知頻閃周期一定，坐標(biāo)紙每個(gè)小方格的邊長(zhǎng)均為0.064m，取重力加速度大小，則頻閃周期為s，小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為m/s，拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為。【答案】0.081.6（0.064，0.12）【解析】由題意可得，豎直方向滿足解得頻閃周期為由圖可得，小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為由題意得，b點(diǎn)的豎直方向速度為又因?yàn)榈脧膾伋鳇c(diǎn)到b點(diǎn)的時(shí)間為則小球從拋出點(diǎn)到b點(diǎn)的豎直距離和水平距離分別為又因?yàn)閎點(diǎn)的坐標(biāo)為所以拋出點(diǎn)的坐標(biāo)滿足即拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為（0.064，0.12）。5．某同學(xué)用如圖甲所示裝置測(cè)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋怆婇T、與光電計(jì)時(shí)器相連。（1）讓小球緊靠固定擋板，由靜止釋放，光電計(jì)時(shí)器記錄小球經(jīng)過(guò)光電門和光電門所用的時(shí)間、，測(cè)出兩光電門間的高度差，小球直徑為d，則測(cè)得小球經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度為，測(cè)得的重力加速度（用測(cè)得的物理量的符號(hào)表示）。（2）將光電計(jì)時(shí)器記錄小球通過(guò)光電門的時(shí)間改為記錄小球從光電門運(yùn)動(dòng)到光電門所用的時(shí)間。保持光電門的位置不變，多次改變光電門的位置，每次均讓小球從緊靠固定擋板由靜止釋放，記錄每次兩光電門間的高度差及小球從光電門運(yùn)動(dòng)到光電門所用的時(shí)間，求出每次的，作出圖像如圖乙所示，若圖像斜率的絕對(duì)值為，縱坐標(biāo)截距為，則小球經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度為，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮椤！敬鸢浮縜2k【解析】（1）測(cè)得小球經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度為根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有解得（2）由于小球釋放的位置離光電門B的位置恒定，因此每次通過(guò)光電門B的速度一定，則有整理可得根據(jù)圖像可得，則小球經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置完成了“探究向心力與線速度關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，將小球用質(zhì)量不計(jì)長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線系于固定在鐵架臺(tái)上的力傳感器上，小球的下端有一長(zhǎng)度極短、寬度為d的擋光片，測(cè)得小球的直徑為D，重力加速度用g表示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）如果擋光片經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的擋光時(shí)間為，則小球通過(guò)光電門時(shí)的速度大小為，向心加速度。（2）小球通過(guò)光電門時(shí)力傳感器的示數(shù)為，改變小球釋放點(diǎn)的高度，多次操作，記錄多組、的數(shù)據(jù)，作出的圖像，如果圖線的斜率為，則小球（含擋光片）的質(zhì)量為。（用已知物理量的符號(hào)表示）【答案】【解析】（1）小球經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的擋光時(shí)間極短，則該過(guò)程的平均速度近似等于小球通過(guò)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度，故小球通過(guò)光電門時(shí)的速度大小為根據(jù)向心加速度公式有結(jié)合上述解得（2）小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的向心力為細(xì)線的拉力與小球（含擋光片）重力的合力，即整理得由于圖線的斜率為k，則有解得7．使用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。氣墊導(dǎo)軌上安裝了1、2兩個(gè)與計(jì)算機(jī)相連的光電門，既能獲得擋光時(shí)間，也能獲得滑塊在兩個(gè)光電門間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。兩滑塊上均固定一相同的豎直遮光條。（1）實(shí)驗(yàn)前，接通氣源后，在導(dǎo)軌上輕放一個(gè)滑塊，給滑塊一初速度，使它從導(dǎo)軌左端向右運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)說(shuō)明導(dǎo)軌已調(diào)平；（2）測(cè)出滑塊A和遮光條的總質(zhì)量為，滑塊B和遮光條的總質(zhì)量為，遮光條的寬度用表示。接通氣源，將滑塊A靜置于兩光電門之間，滑塊B置于光電門2右側(cè)，推動(dòng)滑塊B，使其獲得水平向左的速度，經(jīng)過(guò)光電門2與A發(fā)生碰撞被彈回，再次經(jīng)過(guò)光電門2。光電門2先后記錄的擋光時(shí)間為，光電門1記錄的擋光時(shí)間為。要驗(yàn)證兩滑塊碰撞前后動(dòng)量守恒，需驗(yàn)證關(guān)系式是否成立；（3）現(xiàn)取走滑塊B，再提供細(xì)線、質(zhì)量為（）的槽碼、可固定在氣墊導(dǎo)軌左端且高度可調(diào)的輕質(zhì)定滑輪，重力加速度為。利用上述器材驗(yàn)證動(dòng)量定理，請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)量的物理量及這些物理量應(yīng)滿足的關(guān)系式；（4）寫(xiě)出一條減小（3）中實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的方法。【答案】通過(guò)光電門1和通過(guò)光電門2的時(shí)間相等遮光條通過(guò)光電門1、2的時(shí)間分別為、以及這兩次遮光的時(shí)間間隔選用質(zhì)量更大的滑塊（或采用計(jì)算動(dòng)量的變化量等）【解析】（1）若導(dǎo)軌水平則滑塊通過(guò)光電門1和通過(guò)光電門2的時(shí)間相等，由此可說(shuō)明滑塊經(jīng)過(guò)光電門的速度相等，即滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌已調(diào)平。（2）設(shè)B碰前速度大小為，碰后速度大小為，A碰后速度大小為，取水平向左為正方向，為驗(yàn)證動(dòng)量守恒，只需證明下面等式成立即可同時(shí)有，，帶入可得（3）實(shí)驗(yàn)中槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑塊A的質(zhì)量，因此可以用槽碼的重力代替細(xì)線的拉力。為驗(yàn)證動(dòng)量定理，其中，因此還需要測(cè)量的物理量有遮光條通過(guò)光電門1、2的時(shí)間分別為、以及這兩次遮光的時(shí)間間隔。因此需要探究的表達(dá)式為（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中系統(tǒng)向下做加速運(yùn)動(dòng)，可知槽碼的重力略大于細(xì)線的拉力；故系統(tǒng)誤差主要由于細(xì)線的拉力小于槽碼的重力引起的。故選用質(zhì)量更大的滑塊或采用計(jì)算動(dòng)量的變化量等可減小系統(tǒng)誤差。8．某學(xué)習(xí)小組采用圖所示氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證滑塊碰撞過(guò)程中的動(dòng)量守恒。其主要實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。（1）用天平測(cè)得滑塊A、B（均包括擋光片）的質(zhì)量分別為m1、m2；用游標(biāo)卡尺測(cè)得擋光片的寬度相等。（2）充氣后，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的旋鈕，導(dǎo)軌左側(cè)放一個(gè)滑塊并推動(dòng)滑塊，滑塊通過(guò)兩個(gè)光電門時(shí)，若與光電門1、2相連的計(jì)時(shí)器測(cè)得的擋光時(shí)間分別為0.05s、0.06s，則應(yīng)使導(dǎo)軌右端（選填“調(diào)高”或“調(diào)低”）。（3）氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)節(jié)水平后，滑塊B放在兩個(gè)光電門之間，滑塊A向左擠壓導(dǎo)軌架上的輕彈簧，并釋放滑塊A，滑塊A一直向右運(yùn)動(dòng)，與光電門1相連的計(jì)時(shí)器的示數(shù)只有一個(gè)，為t1，與光電門2相連的計(jì)時(shí)器的示數(shù)有兩個(gè)，先后為t2、t3。說(shuō)明m1、m2的大小關(guān)系為m1m2（選填“<”，“>”或“=”）（4）在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若表達(dá)式（用測(cè)得的物理量表示）成立，說(shuō)明滑塊A、B碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒；若表達(dá)式（僅用、和表示）成立，說(shuō)明滑塊A、B碰撞過(guò)程中機(jī)械能和動(dòng)量均守恒。【答案】調(diào)低>【解析】（2）由于滑塊通過(guò)兩個(gè)光電門時(shí)，若與光電門1、2相連的計(jì)時(shí)器測(cè)得的擋光時(shí)間分別為0.05s、0.06s，時(shí)間增大，可知速度減小，即滑塊在向右做減速運(yùn)動(dòng)，表明導(dǎo)軌右端偏高，為了確保滑塊在氣墊導(dǎo)軌上做勻速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)使導(dǎo)軌右端調(diào)低。（3）與光電門1相連的計(jì)時(shí)器的示數(shù)只有一個(gè)，說(shuō)明A與B碰撞后沒(méi)有發(fā)生反彈，與光電門2相連的計(jì)時(shí)器的示數(shù)有兩個(gè)，說(shuō)明A碰后速度方向不變，可知，m1、m2的大小關(guān)系為m1>m2（4）根據(jù)題意可知，滑塊A碰撞前的速度為碰撞后，滑塊A的速度為滑塊B的速度為實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若有即有成立，說(shuō)明滑塊A、B碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒；若滑塊A、B碰撞過(guò)程中機(jī)械能和動(dòng)量均守恒，則有，即有，同時(shí)成立，整理可得9．驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)可以在如圖所示的氣墊導(dǎo)軌上完成，其中左、右兩側(cè)的光電門可以記錄遮光片通過(guò)光電門的擋光時(shí)間。實(shí)驗(yàn)前，測(cè)得滑塊A（連同其上的遮光片）的總質(zhì)量為、滑塊B（連同其上的遮光片）的總質(zhì)量為，兩滑塊上遮光片的寬度相同。實(shí)驗(yàn)時(shí)，開(kāi)啟氣墊導(dǎo)軌氣源的電源，讓滑塊A從導(dǎo)軌的左側(cè)向右運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)左側(cè)光電門與靜止在兩光電門之間的滑塊B發(fā)生碰撞。（1）關(guān)于實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是。A．本實(shí)驗(yàn)應(yīng)調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使其保持水平B．兩滑塊的質(zhì)量應(yīng)滿足C．需要用刻度尺測(cè)量?jī)晒怆婇T之間的距離D．需要用秒表測(cè)定滑塊上的遮光片經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間（2）在某次實(shí)驗(yàn)中，光電門記錄的遮光片擋光時(shí)間如下表所示。左側(cè)光電門右側(cè)光電門碰前無(wú)碰后在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式，即驗(yàn)證了碰撞前后兩滑塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒；若再滿足關(guān)系式，則可驗(yàn)證兩滑塊的碰撞為彈性碰撞。A．

B．C．

D．【答案】AAD【解析】（1）A．為了使得滑塊碰撞前后的速度與通過(guò)光電門的速度大小相等，實(shí)驗(yàn)中需要使滑塊在氣墊導(dǎo)軌上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即實(shí)驗(yàn)應(yīng)調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使其保持水平，故A正確；B．根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，由于左側(cè)光電門兩次擋光，表明碰撞后滑塊A發(fā)生了反彈，表明有故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)上述，利用遮光片的寬度與擋光時(shí)間，可以求出滑塊碰撞前后的速度，不需要用刻度尺測(cè)量?jī)晒怆婇T之間的距離，故C錯(cuò)誤；D．光電門自身就能測(cè)量擋光時(shí)間，不需要用秒表測(cè)定滑塊上的遮光片經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間，故D錯(cuò)誤。故選A。（2）根據(jù)光電門測(cè)速原理可知，滑塊A碰撞前后的速度大小分別為，滑塊B碰撞后的速度大小為由于左側(cè)光電門兩次擋光，表明碰撞后滑塊A發(fā)生了反彈，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有解得故選A。若碰撞前后總的動(dòng)能不變，則有結(jié)合上述，解得故選D。10．為測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎担硨?shí)驗(yàn)小組用圖甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。長(zhǎng)為的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在點(diǎn)，另一端栓一質(zhì)量為的小球（尺寸相對(duì)足夠小），在懸點(diǎn)O點(diǎn)正下方L處的點(diǎn)放有一光電門。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)出小球的直徑，示數(shù)如圖乙，小球直徑；（2）將小球拉偏離豎直方向的某位置，用工具測(cè)出該位置處的細(xì)繩與豎直方向的夾角為；（3）釋放小球，測(cè)出小球經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間為，則小球經(jīng)過(guò)光電門的速度為；（4）寫(xiě)出、、、和之間的關(guān)系式：（忽略空氣阻力的影響）；（5）若多次從不同夾角處釋放，得到和的關(guān)系圖像如圖丙所示，圖像的斜率的絕對(duì)值為，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹椋ㄓ谩ⅰ⒈硎荆＃?）在實(shí)際操作中為減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)中對(duì)于尺寸相同的小球的質(zhì)量要求正確的是。A．質(zhì)量大

B．質(zhì)量小

C．質(zhì)量大小對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差無(wú)影響【答案】0.7001C【解析】（1）螺旋測(cè)微器讀數(shù)為：固定刻度讀數(shù)+可動(dòng)刻度讀數(shù)0.01mm=7mm+0.10.01mm=7.001mm=0.7001cm。（3）小球經(jīng)過(guò)光電門的速度為（4）根據(jù)機(jī)械能守恒定律有整理可得（5）根據(jù)則有解得（6）實(shí)驗(yàn)中對(duì)于尺寸相同的小球質(zhì)量大小對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差無(wú)影響，所以C正確；AB錯(cuò)誤；故選C。11．用圖甲所示的裝置進(jìn)行“探究動(dòng)能定理”實(shí)驗(yàn)。（1）用天平測(cè)量小車和遮光片的總質(zhì)量M、砝碼盤(pán)的質(zhì)量m0；用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為cm；按圖甲所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，用刻度尺測(cè)量?jī)晒怆婇T之間的距離L；（2）在砝碼盤(pán)中放入適量砝碼；適當(dāng)調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，直到輕推小車，遮光片先后經(jīng)過(guò)光電門1和光電門2的時(shí)間相等；（3）取下細(xì)線和砝碼盤(pán)，記下砝碼的質(zhì)量m；（4）讓小車從靠近滑輪處由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計(jì)時(shí)器分別測(cè)出遮光片經(jīng)過(guò)光電門1和光電門2所用的時(shí)間△t1、△t2。小車從光電門1運(yùn)動(dòng)至光電門2的過(guò)程中，小車動(dòng)能的變化量△Ek=（用上述步驟中的物理量表示）。小車下滑過(guò)程中，（選填“必須”“不需要”）測(cè)量長(zhǎng)木板與水平桌面的夾角，可求出合外力做的功W合=（用上述步驟中的物理量表示，重力加速度為g），比較W合和△Ek的值，找出兩者之間的關(guān)系；（5）重新掛上細(xì)線和砝碼盤(pán)，重復(fù)（2）～（5）步驟；（6）不考慮遮光條寬度的影響，滑塊動(dòng)能的增量為△Ek1；考慮遮光條寬度的影響，滑塊動(dòng)能的增量為△Ek2，則△Ek1△Ek2（填“>”“=”或“<”）。