4．在“驗證機械守恒定律”實驗中，利用下圖所示的裝置進(jìn)行實驗，驗證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)從由靜止釋放到通過光電門這一過程機械能守恒．實驗開始時，氣軌已經(jīng)調(diào)成水平狀態(tài)．
（1）已知遮光條的寬度為d，實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間為t，則滑塊經(jīng)過光電門時的速度為$\frac16kzmtt{t}$．
（2）在本次實驗中還需要測量的物理量有（文字說明并用相應(yīng)的字母表示）：鉤碼的質(zhì)量m、滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s和滑塊的質(zhì)量M．
（3）本實驗通過比較mgs和$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracjk8dii6{t}$）2（用測量的物理量符號表示）在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，從而驗證系統(tǒng)的機械能是否守恒．

分析 （1）本實驗中由于遮光條通過光電門的時間極短因此可以利用平均速度來代替其瞬時速度大�。�
（2）本實驗中由于遮光條通過光電門的時間極短因此可以利用平均速度來代替其瞬時速度大小，因此需要測量滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s，計算動能需要知道滑塊的質(zhì)量M；
（3）比較重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等即可判斷機械能是否守恒．

解答 解：（1）由于遮光條通過光電門的時間極短因此可以利用平均速度來代替其瞬時速度，因此滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為：v=$\fraci6pdixx{t}$
（2）根據(jù)以上瞬時速度的公式，因此需要知道滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s，計算動能需要知道滑塊的質(zhì)量M，故還需要測量M．
故答案為：滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s，滑塊的質(zhì)量M．
（3）鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)為研究對象，其重力勢能的減小量為mgs，
系統(tǒng)動能的增量為：$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fraccvbgluk{t}$）2．
因此只要比較二者是否相等，即可驗證系統(tǒng)機械能是否守恒．
故答案為：（1）$\fracsth1znf{t}$；（2）滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s，滑塊的質(zhì)量M；（3）mgs，$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracqna1bk8{t}$）2．

點評 物理實驗如何變化，正確理解實驗原理都是解答實驗的關(guān)鍵，同時加強物理基本規(guī)律在實驗中的應(yīng)用．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．如圖所示，木板AB放在水平桌面上，其B端放有一個小物體，當(dāng)木板以A點為軸在豎直平面內(nèi)逆時針勻速轉(zhuǎn)動一個角度α的過程中，小物體始終保持與板相對靜止，則下列說法正確的是（　�。�
A．板對物體的支持力增大
B．板對物體的摩擦力總在增大
C．板對物體的摩擦力可能減小
D．板對物體的摩擦力可能先減小后增大

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

4．如圖所示，實線表示某點電荷產(chǎn)生的電場線，虛線表示該電場的等勢面，且1、2兩點之間的距離等于3、4兩點之間的距離．下列判斷正確的是（　�。�
A．2、3兩點的場強相同
B．1、2兩點之間的電勢差等于3、4兩點之間的電勢差
C．電子在1點的電勢能小于在3點的電勢能
D．把一正試探電荷從2移到4再移到3，電場力一直不做功

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

1．如圖所示，質(zhì)量為m的球用細(xì)繩掛在質(zhì)量為M的木塊下，木塊套在水平桿上，木塊與桿間的動摩擦因式為μ，水平拉力F為多大時才能拉著球和木塊一起做勻速運動，這時繩與水平方向的夾角α多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

8．下雨天，假設(shè)無風(fēng)，雨滴以速度υ1豎直下落，雨滴在空中的分布是均勻的，單位體積的雨量是ρ，一個人要從A處勻速運動到B處，他沒有帶傘，A、B的距離為l，人的運動速度為υ2．在計算打到身上的雨量時，把人簡化為長方體模型，頭和肩的水平面積為S1，身體前方正面的豎直面積為S2．則（　�。�
A．從A到B的過程中，打到面積S1上的雨量為ρS1v1$\frac{l}{{v}_{2}}$
B．從A到B的過程中，打到人身上上的雨量為ρS1v1$\frac{l}{{v}_{2}}$+ρS2l
C．把人簡化為長方體模型是不切實際的
D．從A到B的過程中，無法判斷打到人身上的雨量

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．如圖所示的實驗裝置可以探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系，小車上固定一個盒子，盒子內(nèi)盛有沙子．沙桶的總質(zhì)量（包括桶以及桶內(nèi)沙子質(zhì)量）記為m，小車的總質(zhì)量（包括車、盒子及盒內(nèi)沙子質(zhì)量）記為M．
（1）驗證在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合外力成正比：從盒子中取出一些沙子，裝入沙桶中，稱量并記錄沙桶的總重力mg，將該力視為合外力F，對應(yīng)的加速度a則從打下的紙帶中計算得出．多次改變合外力F的大小，
每次都會得到一個相應(yīng)的加速度．本次實驗中，桶內(nèi)的沙子取自小車中，故系統(tǒng)的總質(zhì)量不變．以合外力F為橫軸，以加速度a為縱軸，畫出a-F圖象，圖象是一條過原點的直線．
①a-F圖象斜率的物理意義是$\frac{1}{M+m}$．
②你認(rèn)為把沙桶的總重力mg當(dāng)作合外力F是否合理？合理．
③本次實驗中，是否應(yīng)該滿足M＞＞m這樣的條件？否，理由是研究對象是整個系統(tǒng)，其所受合外力就是mg．
（2）驗證在合外力不變的情況下，加速度與質(zhì)量成反比：保持桶內(nèi)沙子質(zhì)量m不變，在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子，驗證加速度與質(zhì)量的關(guān)系．本次實驗中，桶內(nèi)的沙子總質(zhì)量不變，故系統(tǒng)所受的合外力不變．用圖象法處理數(shù)據(jù)時，以加速度a為縱橫，應(yīng)該以$\frac{1}{M+m}$為橫軸．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．為了“探究動能改變與合外力做功”的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案：
第一步：把帶有定滑輪的木板（有滑輪的）一端墊起，把質(zhì)量為M的滑塊通過細(xì)繩跨過定滑輪與質(zhì)量為m的重錘相連，重錘后連一穿過打點計時器的紙帶，調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板向下勻速運動，如圖4甲所示．
第二步：保持長木板的傾角不變，將打點計時器安裝在長木板靠近滑輪處，取下細(xì)繩和重錘，將滑塊與紙帶相連，使紙帶穿過打點計時器，然后接通電源，釋放滑塊，使之從靜止開始向下加速運動，打出紙帶，如圖乙所示．打出的紙帶如圖丙所示．
請回答下列問題：
（1）已知O、A、B、C、D、E、F相鄰計數(shù)點間的時間間隔為△t，根據(jù)紙帶求滑塊速度，打點計時器打B點時滑塊速度vB=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2△t}$．
（2）已知重錘質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，要測出某一過程合外力對滑塊做的功還必須測出這一過程滑塊運動的位移x（寫出物理名稱及符號，只寫一個物理量），合外力對滑塊做功的表達(dá)式W=mgx．
（3）算出滑塊運動OA、OB、OC、OD、OE段合外力對滑塊所做的功W以及在A、B、C、D、E各點的速度v，以v2為縱軸、W為橫軸建立坐標(biāo)系，描點作出v2-w圖象，可知該圖象是一條過原點的直線，若直線斜率為k，則滑塊質(zhì)量M=$\frac{2}{k}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．一根長為L，橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為ρ1，密度為ρ2，摩爾質(zhì)量為M，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，阿伏伽德羅常數(shù)為NA．在棒兩端加上恒定的電壓時，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運動的平均速率為v，則金屬棒內(nèi)的電場強度大小為（　�。�
A．$\frac{{{ρ_1}{ρ_2}ev{N_A}}}{m}$B．$\frac{{{ρ_1}{ρ_2}ev{N_A}}}{M}$C．ρ1ρ2evmNAD．ρ1ρ2evMNA

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14．如圖所示，是一對彼此絕緣相距d=10cm的平行金屬帶電極板MN，N板接地，M板帶電量為Q=-1.2×10-5C．在距N極板4cm處的A點有一帶電量為q=8×10-6C的帶電液滴，其質(zhì)量m=8×10-4kg，恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．（g=10m/s2）求：
（1）兩板間的電場強度E
（2）MN間電勢差UMN
（3）液滴在A點的電勢能EPA．

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