用如圖1實驗裝置驗證

2

Ⅱ 實驗題用如圖1所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律．（1）完成平衡摩擦力的相關內容：（i）取下砂桶，把木板

（1）（i）平衡摩擦力時，取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高，接通打點計時器電源，輕推小車，若小車拖著紙帶做勻速直線運動，則摩擦力得到平衡．
（ii）從紙帶上看出，相等時間內位移越來越大，知小車做加速運動，需減小木板的傾角，直至小車做勻速直線運動，當紙帶上打出的點跡間隔均勻，說明小車做勻速直線運動．
（2）每打5個點取一個計數點，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，
小車通過C點的速度v_C=

xBD

2T

＝

L3?L1

2T

＝

0.2787?0.0307

0.2

=1.24m/s．
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x_CD-x_AB=2a₁T²
x_DE-x_BC=2a₂T²
為了更加准確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值
得：a=

1

2

（a₁+a₂）
解得：a=6.22m/s²．
（3）平衡摩擦力後，小車受到的合力為mg，合外力的功等於動能的變化，因此需要驗證的表達式為：mgL=

1

2

（M+m）v_D²-

1

2

（M+m）v_B²；
（4）A、橡皮筋拉小車時的作用力是變力，我們不能求變力做功問題，但選用相同的橡皮筋，且伸長量都一樣時，橡皮條數的關系就是做功多少的關系，因此，可以不需求出變力功的大小，就知道功的關系．所以A正確，B錯誤；
C、當橡皮筋做功完畢小車應獲得最大速度，由於平衡了摩擦力所以小車以後要做勻速運動，相鄰兩點間的距離基本相同．所以計算小車速度應該選擇相鄰距離基本相同的若干個點作為小車的勻速運動階段，用這些點計算小車的速度．故C正確，D錯誤．
E、小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等於合力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高平衡小車所受的摩擦力，故E正確．
故選：ACE
故答案為：（1）（i）輕輕推動；（ii）減小；間隔均勻；
（2）1.24，6.22；（3）mgL=

1

2

（M+m）v_D²-

1

2

（M+m）v_B²；（4）ACE

Ⅲ 用如圖1所示的實驗裝置驗證m1、m2組成的系統機械能守恆．m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一

（1）利用勻變速直線運動的推論有：
v₅=

x46

t46

=

0.216+0.264

2×0.1

=2.4m/s；
（2）系統動能的增量為：△E_K=E_k5-0=

1

2

（m₁+m₂）v₅²=

1

2

×(0.05+0.15)×2．42=0.58 J．
系統重力勢能減內小量為：△E_p=（m₂-m₁）gh=0.1×9.8×0.6000m J=0.59 J
在誤差允許的范圍內，m₁、m₂組成的系統機械能守恆
（3）由於△E_K=E_k5-0=

1

2

（m₁+m₂）v₅²=△E_p=（m₂-m₁）gh
由於（m₁+m₂）=2（m₂-m₁）
所以得到：

1

2

v²=

g

2

h
所以

1

2

v²-h圖象的斜率k=

g

2

=9.7m/s²．
故答案為：（1）2.4；（容2）0.58、0.59；（3）9.7．

Ⅳ 用如圖1實驗裝置驗證m1、m2組成的系統機械能守恆．m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的

（1）利用勻變速直線運動的推論
v5＝

x46

t46

＝

0.2160+0.2640

0.2

m/s＝2.4m/s．
系統動能的增量△E_K=E_k5-0=

1

2

(m1+m2)v52=0.58J．
系統重力勢能減內小量△E_p=（m₂-m₁）容gh=0.1×10×0.6000m J=0.60J．
（2）根據系統機械能守恆定律得，(m2?m1)gh＝

1

2

(m1+m2)v2，解得

v2

2

＝

m2?m1

m1+m2

gh知圖線的斜率k=

m2?m1

m1+m2

g=

5.8

12

．解得g=9.7m/s²．
故答案為：（1）0.58，0.60；（2 ）9.7．

Ⅳ 用如圖1所示的實驗裝置驗證m 1 、m 2 組成的系統機械能守恆．m 2 從高處由靜止開始下落，m 1 上拖著的紙

（1）根據在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等於該過程中的平均速度，可知打第5個點時的速度為： v 5 = x 46 2T = 0.2160+0.2640 2×0.1 =2.4m/s； （2）物體的初速度為零，所以動能的增加量為：△E k = 1 2 mv 25 -0= 1 2 ×(0.05+0.15)×2． 4 2 =0.576J； 重力勢能的減小量等於物體重力做功，故：△E P =W=mgh=（0.05+0.15）×9.8×0.216=0.588J； 由此可知動能的增加量和勢能的減小量基本相等，因此在誤差允許的范圍內，m 1 、m 2 組成的系統機械能守恆． （4）本題中根據機械能守恆可知，mgh= 1 2 mv 2 ，即有： 1 2 v 2 =gh，所以出 1 2 v 2 -h圖象中圖象的斜率表示重力加速度， 由圖可知，斜率k=9.7，故當地的實際重力加速度g=9.7m/s 2 ． 故答案為：（1）2.40；（2）0.576；0.588；在誤差允許的范圍內，m 1 、m 2 組成的系統機械能守恆；（3）9.7．

Ⅵ 用如圖1實驗裝置驗證m1、m2組成的系統機械能守恆，m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的

（1）由於每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，
根據某回段時間答內的平均速度等於中間時刻的瞬時速度求出點5的瞬時速度：
v₅=

x46

2T

＝

(21.60+26.40)×10?2m

2×0.1s

＝2.4m/s．
（2）在0～5過程中系統動能的增量：
△E_K=

1

2

（m₁+m₂）v₅²=

1

2

×0.2×2.4²J≈0.58J．
系統重力勢能的減小量為：
△E_p=（m₂-m₁）gx=0.1×9.8×（0.384+0.216）J≈0.59J，由此可知在誤差允許范圍內，m₁、m₂組成系統機械能守恆．
故答案為：（1）2.4；（2）0.58；0.59，在誤差允許范圍內，m₁、m₂組成系統機械能守恆．

Ⅶ （1）用如圖1實驗裝置驗證m1、m2組成的系統機械能守恆．m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系

（1）①根據在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等於該過程中的平均速度，可知打第5個點時的速度為：
v₅=

x46

t46

=2.4m/s
②物體的初速度為零，所以動能的增加量為
△E_K=E_k5-0=

1

2

（m₁+m₂）v₅²=0.58 J．
重力勢能的減小量等於物體重力做功，故：△E_P=W=mgh=0.60J；
由此可知動能的增加量和勢能的減小量基本相等，因此在在誤差允許的范圍內，m₁、m₂組成的系統機械能守恆．
故答案為：0.58，0.60，在誤差允許的范圍內，m₁、m₂組成的系統機械能守恆．
③由於△E_K=E_k5-0=

1

2

（m₁+m₂）v₅²=△E_p=（m₂-m₁）gh
由於（m₁+m₂）=2（m₂-m₁）
所以得到：

1

2

v²=

g

2

h
所以

1

2

v2?h圖象的斜率k=

g

2

g=9.7m/s²．
（2）①理想電流表和定值電阻構成一電壓表，可測量外電壓．所以U=I₁R₀．
②在硅光電池的U-I圖象，當I=0，U=E，圖線斜率的絕對值表示內阻．所以E=2.90V，在流過電流表A₂的電流小於200mA的情況下，此電池的內阻r=4.00Ω．
③作出6Ω定值電阻的U-I圖線，是一條過原點的直線，該直線與圖乙中電源的外電壓和電流圖線有交點，交點對應的電壓、電流表示硅光電池兩端接上阻值為6Ω的電阻時的電壓和電流．所以r=

E?U

I

=5.60．
故答案為：（1）①2.4②0.58；0.60；在誤差允許的范圍內，m₁、m₂組成的系統機械能守恆；③9.7
（2）I₁R₀；（2）2.90；4.00（3）5.60

Ⅷ 用如圖1所示實驗裝置驗證機械能守恆定律．水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌，導軌上A點處有一帶長方形遮光

（1）根據幾何關系可得導軌傾角sinθ= h d 當滑塊運動到B點時下降高度 h′=s?sinθ= sh d ， 滑塊從A到B過程中系統重力勢能減少量為 △ E P =mgh′= mghs d 滑塊速度為v= b t ，所以系統動能增加量 △ E K = 1 2 m v 2 = m b 2 2 t 2 ． 若機械能守恆應有△E P =△E K ，將上式代入整理可得 1 t 2 = ghs b 2 d （2）描點、連線如圖所示，

gh

b 2 d

．

2

Ⅹ 用如圖甲實驗裝置驗證m1、m2組成的系統機械能守恆．m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的

（1）打點計時器使用交流電源，實驗時，先接通電源，再釋放紙帶．故B、C錯誤．
故選BC．
（2）v5＝

x46

2T

＝

(21.60+26.40)×10?2

2×0.1

m/s=2.4m/s，
則系統動能的增量△Ek＝

1

2

(m1+m2)v52＝

1

2

×0.2×2．42J=0.576J≈0.58J．
得出的結論：在誤差允許的范圍內，m₁、m₂組成的系統機械能守恆．
（3）根據(m1?m2)gh＝

1

2

(m1+m2)v2，解得g＝

m1+m2

2h(m2?m1)

v2．
故答案為：（1）BC（2）0.58在誤差允許的范圍內，m₁、m₂組成的系統機械能守恆（3）g=

m1+m2

2h(m2?m1)

v2