(1)气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导

◎ 题目

(1)气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律,实验装置如图所示,采取的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平:
c.在A和B间放入一个被压缩的轻质且极短的弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1
e.按下电钮放开卡销,同时用计时器记录滑块A、B从开始到分别碰撞C、D挡板时所用时间t1、t2
①实验中还应测量的物理量是______.
②利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是______.
(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中,利用重锤拖着纸带自由下落通过打点计时器并打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.
①在实验过程中,下列的说法正确的是:______.
A.必须使用的测量仪器有:打点计时器、夭平和刻度尺
B.纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上
C.实验中若其他条件不变且空气阻力恒定时,选用重锤质量的大小不影响实验的误差
D.选用纸带上任意可计算速度的两点都可以用来验证机械能守恒定律
②安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图所示.图中O点为为打点起始点,且速度为零.

选取纸带上打出的连续点A、B、C,…,测出其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h1、h2、h3,已知重锤质量为m,当地重力加速度为g,打点计时器打点周期为T.为验证此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从打下O点到打下F点的过程中,重锤重力势能的减少量△EP=______,动能的增加量△EK______(用题中所给字母表示).
③以各点到起始点的距离h为横坐标,以各点速度的平方v2为纵坐标建立直角坐标系,用实验测得的数据绘出v2-h图线,如图所示.从v2-h图线求得重锤下落的加速度g'=______m/s2.(保留3位有效数字)

◎ 答案

(1)因系统水平方向动量守恒即mAvA-mBVB=0,由于系统不受摩擦,故滑块在水平方向做匀速直线运动故有vA=
L1
t1
,VB=
L2
t2

所以还要测量的物理量是:B的右端至D板的距离L2
(2)若要验证动量守恒定律则:mAvA-mBVB=0,带入得:mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=0
故答案为:B的右端至D板的距离L2;mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=0
(2)①A、因为我们是比较mgh、
1
2
mv2的大小关系,故m可约去比较,不需要用天平,故A错误;
B、纸带与打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上可以减小摩擦,减小实验误差,故B正确;
C、实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体,这样能减少摩擦阻力的影响,故C错误;
D、选用纸带上任意可计算速度的两点,计算出动能的变化量及重力势能的变化量,都可以用来验证机械能守恒定律,故D正确.
故选BD
②重锤重力势能的减少量△EP=mgh=mgh2
动能的增加量△EK=
1
2
mvF2
=
m(h3-
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