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與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況是常用的計時儀器．如圖（甲）所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置．現利用如圖（乙）所示的裝置驗證“機械能守恒定律”．方法是：在滑塊上安裝一遮光板，把滑塊放在水平放置的氣墊導軌上，通過跨過定滑輪的細繩與鉤碼相連，連接好1、2兩個光電門．在圖示位置釋放滑塊后，光電計時器記錄下滑塊上的遮光板先后通過兩個光電門的時間分別為△t1、△t2．已知滑塊（含遮光板）質量為M、鉤碼質量為m、兩光電門間距為s、遮光板寬度為L（L遠遠小于s）、當地的重力加速度為g．

（1）計算滑塊上的遮光板先后通過兩個光電門時的瞬時速度的表達式：v1=______，v2=______（用題目中給定的字母表示）
（2）本實驗中驗證機械能守恒的表達式為______（用題目中給定的字母表示）
【答案】分析：根據極短時間內的平均速度表示瞬時速度求出滑塊先后通過兩個光電門的瞬時速度．抓住系統(tǒng)重力勢能的減小量等于系統(tǒng)動能的增加量列出表達式．
解答：解：滑塊通過光電門1的瞬時速度，通過光電門2的瞬時速度．
系統(tǒng)重力勢能的減小量為mgs，系統(tǒng)動能的增加量為．
則驗證的機械能守恒的表達式為．
故答案為：（1），．
（2）．
點評：解決本題的關鍵知道極短時間內的平均速度可以表示瞬時速度，以及掌握該實驗的原理，系統(tǒng)機械能守恒．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．
現利用圖所示裝置驗證機械能守恒定律．圖中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為300，1和2是固定在斜面上適當位置的兩個光電門，與它們連接的光電計時器都沒有畫出．讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10-2s、2.00×10-2s．已知滑塊質量為2.00kg，滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm，光電門1和2之間的距離為0.540m，g=9.80m/s2，取滑塊經過光電門時的速度為其平均速度．
①．滑塊通過光電門1時的速度v1=
1.00
1.00
m/s，通過光電門2時的速度
v2=
2.50m/s
2.50m/s
m/s：（取三位有效數字）
②．滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為
5.25J
5.25J
J，重力勢能的減少量為
5.29
5.29
J．（取三位有效數字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?金華二模）與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如左圖所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體通過時的擋光時間．
為了測定兩張紙之間的動摩擦因數，某同學利用光電計時器設計了一個實驗：如上右圖所示，在小鐵塊A和木板B上貼上待測的紙，木板B水平固定，鉛錘通過細線和小鐵塊相連．l和2是固定在木板上適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出．釋放鉛錘，讓小鐵塊在木板上加速運動，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為2.0×10-2s和0.6×10-2s．用游標卡尺測量小鐵塊的寬度d如下圖所示．
（1）讀出小鐵塊的寬度d=
1.45
1.45
cm．
（2）鐵塊通過光電門l的速度v1=
0.725
0.725
m/s，鐵塊通過光電門2的速度v2=
2.42
2.42
m/s．（計算結果保留3位有效數字）
（3）已知當地重力加速度為g，為完成測量，除了測量v1、v2和兩個光電門之間的距離L外，還需測量的物理量有：
鐵塊的質量m
鐵塊的質量m
、
鉛錘的質量M
鉛錘的質量M
．（用文字說明并用字母表示）
（4）用（3）中各量求解動摩擦因數的表達式：μ=
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
（用字母表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）使用千分尺測量金屬絲的直徑，示數如圖1所示，金屬絲的直徑為
0.260
0.260
mm；用游標為50分度的卡尺（測量值可準確到0.02mm）測定某圓柱的直徑時，卡尺上的示數如圖．可讀出圓柱的直徑是
52.12mm
52.12mm
．
（2）與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖2所示，a、b 分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現利用圖3所示裝置驗證機械能守恒定律．圖3中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為30°，1和2是固定在斜面上適當位置的兩個光電門，與它們連接的光電計時器都沒有畫出．讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10-2s、2.00×10-2s．已知滑塊質量為2.00kg，滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm，光電門1和2之間的距離為0.540m，g=9.80m/s2，取滑塊經過光電門時的速度為其平均速度．
①滑塊通過光電門1時的速度v1=
1.00
1.00
 m/s，通過光電門2時的速度v2=
2.50
2.50
 m/s；
②滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為
5.25J
5.25J
 J，重力勢能的減少量為
5.29
5.29
 J．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）甲、乙、丙、丁四位同學在使用不同精度的游標卡尺和螺旋測微器測量同一個物體的長度時，分別測量的結果如下：
甲同學：使用游標為50分度的卡尺，讀數為12.045cm
乙同學：使用游標為10分度的卡尺，讀數為12.04cm
丙同學：使用游標為20分度的卡尺，讀數為12.045cm
丁同學：使用精度為“0.01mm”的螺旋測微器，讀數為12.040mm
從這些實驗數據中可以看出讀數肯定有錯誤的是
甲
甲
同學．

（2）與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖1所示，a、b 分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．
現利用圖2所示裝置驗證機械能守恒定律．圖中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為300，1和2是固定在斜面上適當位置的兩個光電門，與它們連接的光電計時器都沒有畫出．讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10-2s、2.00×10-2s．已知滑塊質量為2.00kg，滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm，光電門1和2之間的距離為0.540m，g=9.80m/s2，取滑塊經過光電門時的速度為其平均速度．
①滑塊通過光電門1時的速度v1=
1.00
1.00
 m/s，通過光電門2時的速度v2=
2.50
2.50
 m/s；
②滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為
5.25
5.25
 J，重力勢能的減少量為
5.26
5.26
 J．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）在做“用電流表和電壓表測一節(jié)干電池的電動勢和內電阻”實驗時：
①某同學連接的實物圖如圖1所示．但當開關閉合時發(fā)現電壓表有示數而電流表沒有示數，實驗前儀器都檢查過是好的，也就是說只可能是某根連接導線斷了．那么，請你分析一下，可能發(fā)生斷路故障的導線是
2、5、6
2、5、6
（寫出所有可能斷的導線的編號）．
②某同學在實驗時對該電路作了改進，其方法是：加接了一個定值電阻R0，如圖2所示．他加接此電阻的作用是
防止變阻器電阻過小時，電池被短路或電流表被燒壞
防止變阻器電阻過小時，電池被短路或電流表被燒壞
．
（2）與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體通過時的擋光時間．

為了測定兩張紙之間的動摩擦因數，某同學利用光電計時器設計了一個實驗：如右圖所示，在小鐵塊A和木板B上貼上待測的紙，木板B水平固定，鉛錘通過細線和小鐵塊相連．1和2是固定在木板上適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出．釋放鉛錘，讓小鐵塊在木板上加速運動，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為2.0×10-2s和0.5×10-2s．用游標卡尺測量小鐵塊的寬度d如下圖所示．

①讀出小鐵塊的寬度d=
2.015
2.015
cm．
②鐵塊通過光電門l的速度v1=
1.01
1.01
m/s，鐵塊通過光電門2的速度v2=
4.03
4.03
 m/s．（計算結果保留3位有效數字）
③已知當地的重力加速度為g，為完成測量，除了測量v1、v2和兩個光電門之間的距離L外，還需測量的物理量有（用文字說明并用字母表示）
鐵塊的質量m、鉛錘的質量M
鐵塊的質量m、鉛錘的質量M
．
④用③中各量求解動摩擦因數的表達式：μ=
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
（用字母表示）．

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