某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如图，当有不透光的物体...

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某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如图，当有不透光的物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。

所用的西瓯XD007光电门传感器可测得最短时间为0．01ms。将挡光效果好，宽度为d=的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门。某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间，与图中所示的高度差，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示（取，注：表格中M为直尺质量）

①从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用求出的，请你简要分析该同学这样做的理由_______________。

②请将表格中数据的填写完整。

③通过实验得出的结论是：________________________

④根据该实验请你判断下列

高一物理实验题困难题

少年，再来一题如何？

试题答案

试题解析

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某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如下，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．将挡光效果好、宽度为d=3.8×10^-3m的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门．
某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间△t_i与图中所示的高度差△h_i，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示．（取g=9.8m/s²，注：表格中M为直尺质量）
（1）请将表格中带“▲”的空格，数据填写完整（小数点后取2位）．

	△t_i （10^-3s）	v_i=	△E_ki=Mv_i²-Mv₁²	△h_i （m）	Mg△h_i
1	1.21	3.14
2	1.15	3.30	0.52M	0.06	0.59M
3	1.00	3.80	2.29M	0.24	2.35M
4	0.95	4.00	3.07M	0.32	3.14M
5	0.90	________	________	0.41	________

（2）从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用

求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是：________．
（3）通过实验得出的结论是：________．
（4）根据该实验请你判断下列△E_k-△h图象中正确的是________

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某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如图，当有不透光的物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。
所用的西瓯XD007光电门传感器可测得最短时间为0．01ms。将挡光效果好，宽度为d=的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门。某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间，与图中所示的高度差，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示（取，注：表格中M为直尺质量）
①从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用求出的，请你简要分析该同学这样做的理由_______________。
②请将表格中数据的填写完整。
③通过实验得出的结论是：________________________
④根据该实验请你判断下列

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如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球由A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H（H≫d），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g．则：
（1）测小球直径时用了一种新出厂的游标卡尺，与普通游标卡尺不同，它游标尺的刻线看起来很“稀疏”，使得读数时清晰明了，方便了使用者正确读取数据．如果此游标尺的刻线是将“39 mm等分成20份”。用该游标卡尺测得小球的直径如图所示，则d＝_______cm．
（2）多次改变高度H，重复上述实验，作出随H变化的图像如图丙所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足表达式________时，可判断小球下落过程中机械能守恒．
（3）实验中发现动能增加量ΔEk总是稍小于重力势能减少量ΔEp，增加下落高度后，则ΔEp－ΔEk将________（选填“增加”“减小”或“不变”）。

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如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H(H≥d)，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g.则：
(1)如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d＝______mm.
(2)小球经过光电门B时的速度表达式为v ＝______.
(3)多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图像如图丙所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足表达式____________时，可判断小球下落过程中机械能守恒．
(4)实验中发现动能增加量ΔEk总是稍小于重力势能减少量ΔEp，增加下落高度后，则ΔEp－ΔEk将________(选填“增加”“减少”或“不变”)．

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如图所示，为光电计时器的实验简易示意图，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，实验中所选用的光电门传感器可测的最短时间为0.01ms．光滑水平导轨 MN 上放两个相同物块 A 和 B，其宽度 a =3.0×10-2m，左端挡板处有一弹射装置 P，右端 N 处与水平传送带平滑连接，今将挡光效果好，宽度为 d ＝3.6×10-3m 的两块黑色磁带分别贴在物块 A 和 B 上，且高出物块，并使高出物块部分在通过光电门时挡光．传送带水平部分的长度 L =8m，沿逆时针方向以恒定速度 v =6m/s 匀速传动．物块 A、B 与传送带间的动摩擦因数0.2 ，质量 mA =mB =1kg．开始时在 A 和 B 之间压缩一轻弹簧，锁定其处于静止状态，现解除锁定，弹开物块 A 和 B，迅速移去轻弹簧，之后两物块第一次通过光电门，计时器显示读数均为 t =9.0×10-4s． g 取 10m/s2．试求：
（1）弹簧储存的弹性势能；
（2）物块 B 沿传送带向右滑动的最远距离 Sm；
（3）物块 B 滑回水平面 MN 的速度大小；
（4）若物体 B 返回水平面 MN 后与被弹射装置 P 弹回的物块 A 在水平面上相碰，且 A 和 B 碰后互换速度，则弹射装置 P 至少必须对物块 A 做多少功，才能在 AB 碰后使 B 刚好能从 Q 端滑出？物块 B 在此滑离皮带的运动过程中，与传送带之间因摩擦产生的内能 ΔE 为多大？(计算结果可用根号表示)

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如图所示，为光电计时器的实验简易示意图，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，实验中所选用的光电门传感器可测的最短时间为0.01ms．光滑水平导轨 MN 上放两个相同物块 A 和 B，其宽度 a =3.0×10-2m，左端挡板处有一弹射装置 P，右端 N 处与水平传送带平滑连接，今将挡光效果好，宽度为 d ＝3.6×10-3m 的两块黑色磁带分别贴在物块 A 和 B 上，且高出物块，并使高出物块部分在通过光电门时挡光．传送带水平部分的长度 L =8m，沿逆时针方向以恒定速度 v =6m/s 匀速传动．物块 A、B 与传送带间的动摩擦因数0.2 ，质量 mA =mB =1kg．开始时在 A 和 B 之间压缩一轻弹簧，锁定其处于静止状态，现解除锁定，弹开物块 A 和 B，迅速移去轻弹簧，之后两物块第一次通过光电门，计时器显示读数均为 t =9.0×10-4s． g 取 10m/s2．试求：
（1）弹簧储存的弹性势能；
（2）物块 B 沿传送带向右滑动的最远距离 Sm；
（3）物块 B 滑回水平面 MN 的速度大小；
（4）若物体 B 返回水平面 MN 后与被弹射装置 P 弹回的物块 A 在水平面上相碰，且 A 和 B 碰后互换速度，则弹射装置 P 至少必须对物块 A 做多少功，才能在 AB 碰后使 B 刚好能从 Q 端滑出？物块 B 在此滑离皮带的运动过程中，与传送带之间因摩擦产生的内能 ΔE 为多大？(计算结果可用根号表示)

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一位同学用光电计时器等器材装置做“验证机械能守恒定律”的实验，如图甲所示．通过电磁铁控制的小球从点的正上方点自由下落，下落过程中经过光电门时，光电计时器记录下小球过光电门时间，当地的重力加速度为．
（1）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量_____．
A．之间的距离；　　　　　　　　　　
B．小球的质量为；
C．小球从到的下落时间　　　　　
D．小球的直径．
（2）小球通过光电门时的瞬时速度_____（用题中以上的测量物理量表达）
（3）多次改变之间距离，重复上述过程，作出随的变化图像如图乙所示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率_____．
（4）在实验中根据数据实际绘出的图乙直线的斜率为则实验过程中所受的平均阻力与小球重力的比值为_____（用、表示）．

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利用如图所示实验装置来验证机械能守恒定律.通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中小铁球经过光电门B时，毫秒计时器(图中未画出)记录下小铁球的挡光时间t.实验前调整光电门位置，使小铁球下落过程中，小铁球球心垂直细激光束通过光电门，当地重力加速度为g.
(1)为了验证小铁球下落过程中机械能是否守恒，还需要测量的物理量是________.
A.A点距地面的高度H
B.A、B之间的距离h
C.小铁球从A到B的下落时间tAB
D.小铁球的直径d
(2)小铁球通过光电门时的瞬时速度v＝____________；要验证小铁球下落过程中机械能是否守恒，只需验证等式________是否成立即可(用实验中测得物理量的符号表示).

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为了验证机械能守恒定律，某同学使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器M通过G1、G2光电门时，光束被滑行器M上的挡光片遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录，滑行器连同挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，两光电门中心间的距离为x，牵引砝码的质量为m，细绳不可伸长且其质量可以忽略，重力加速度为g．该同学想在水平的气垫导轨上，只利用以上仪器，在滑行器通过G1、G2光电门的过程中验证机械能守恒定律，请回答下列问题：
（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺母，使气垫导轨水平．请在以下空白处填写实验要求．
在不增加其他测量器材的情况下，调水平的步骤是：取下牵引砝码m，接通气垫导轨装置的电源，调节导轨下面的螺母，若滑行器M放在气垫导轨上的任意位置都能保持静止，或者轻推滑行器M，M分别通过光电门G1、G2的时间　　　，则导轨水平；
（2）当气垫导轨调水平后，在接下来的实验操作中，以下操作合理的是　　　；
A．挡光片的宽度D应尽可能选较小的
B．选用的牵引砝码的质量m应远小于滑行器和挡光片的总质量M
C．为了减小实验误差，光电门G1、G2的间距x应该尽可能大一些
D．用来牵引滑行器M的细绳可以与导轨不平行
（3）在每次实验中，若表达式　　　　　　（用M、g、m、△t1、△t2、D、x表示）在误差允许的范围内成立，则机械能守恒定律成立．

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某同学用图甲所示装置验证机械能守恒定律．通过控制电磁铁使小铁球从P点自由下落，并调整光电门Q的位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束，若小铁球下落过程中经过光电门Q时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t，测出PQ之间的距离h，已知当地的重力加速度为g．回答下列问题：
（1）为了验证机械能守恒定律，至少还需要测量下列物理量中的　　　　（填选项序号）．
A．P点与桌面的距离H
B．小铁球从P到Q的下落时间tPQ
C．小铁球的直径d
（2）小铁球通过光电门Q时的瞬时速度v=　　　　．
（3）若小铁球在下落过程中机械能守恒，则与h的关系式为=　　　．

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