用如图1实验装置验证

2

Ⅱ 实验题用如图1所示的实验装置验证牛顿第二定律．（1）完成平衡摩擦力的相关内容：（i）取下砂桶，把木板

（1）（i）平衡摩擦力时，取下砂桶，把木板不带滑轮的一端垫高，接通打点计时器电源，轻推小车，若小车拖着纸带做匀速直线运动，则摩擦力得到平衡．
（ii）从纸带上看出，相等时间内位移越来越大，知小车做加速运动，需减小木板的倾角，直至小车做匀速直线运动，当纸带上打出的点迹间隔均匀，说明小车做匀速直线运动．
（2）每打5个点取一个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
小车通过C点的速度v_C=

xBD

2T

＝

L3?L1

2T

＝

0.2787?0.0307

0.2

=1.24m/s．
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x_CD-x_AB=2a₁T²
x_DE-x_BC=2a₂T²
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值
得：a=

1

2

（a₁+a₂）
解得：a=6.22m/s²．
（3）平衡摩擦力后，小车受到的合力为mg，合外力的功等于动能的变化，因此需要验证的表达式为：mgL=

1

2

（M+m）v_D²-

1

2

（M+m）v_B²；
（4）A、橡皮筋拉小车时的作用力是变力，我们不能求变力做功问题，但选用相同的橡皮筋，且伸长量都一样时，橡皮条数的关系就是做功多少的关系，因此，可以不需求出变力功的大小，就知道功的关系．所以A正确，B错误；
C、当橡皮筋做功完毕小车应获得最大速度，由于平衡了摩擦力所以小车以后要做匀速运动，相邻两点间的距离基本相同．所以计算小车速度应该选择相邻距离基本相同的若干个点作为小车的匀速运动阶段，用这些点计算小车的速度．故C正确，D错误．
E、小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高平衡小车所受的摩擦力，故E正确．
故选：ACE
故答案为：（1）（i）轻轻推动；（ii）减小；间隔均匀；
（2）1.24，6.22；（3）mgL=

1

2

（M+m）v_D²-

1

2

（M+m）v_B²；（4）ACE

Ⅲ 用如图1所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一

（1）利用匀变速直线运动的推论有：
v₅=

x46

t46

=

0.216+0.264

2×0.1

=2.4m/s；
（2）系统动能的增量为：△E_K=E_k5-0=

1

2

（m₁+m₂）v₅²=

1

2

×(0.05+0.15)×2．42=0.58 J．
系统重力势能减内小量为：△E_p=（m₂-m₁）gh=0.1×9.8×0.6000m J=0.59 J
在误差允许的范围内，m₁、m₂组成的系统机械能守恒
（3）由于△E_K=E_k5-0=

1

2

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

1

2

v²=

g

2

h
所以

1

2

v²-h图象的斜率k=

g

2

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

Ⅳ 用如图1实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的

（1）利用匀变速直线运动的推论
v5＝

x46

t46

＝

0.2160+0.2640

0.2

m/s＝2.4m/s．
系统动能的增量△E_K=E_k5-0=

1

2

(m1+m2)v52=0.58J．
系统重力势能减内小量△E_p=（m₂-m₁）容gh=0.1×10×0.6000m J=0.60J．
（2）根据系统机械能守恒定律得，(m2?m1)gh＝

1

2

(m1+m2)v2，解得

v2

2

＝

m2?m1

m1+m2

gh知图线的斜率k=

m2?m1

m1+m2

g=

5.8

12

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

Ⅳ 用如图1所示的实验装置验证m 1 、m 2 组成的系统机械能守恒．m 2 从高处由静止开始下落，m 1 上拖着的纸

（1）根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为： v 5 = x 46 2T = 0.2160+0.2640 2×0.1 =2.4m/s； （2）物体的初速度为零，所以动能的增加量为：△E k = 1 2 mv 25 -0= 1 2 ×(0.05+0.15)×2． 4 2 =0.576J； 重力势能的减小量等于物体重力做功，故：△E P =W=mgh=（0.05+0.15）×9.8×0.216=0.588J； 由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等，因此在误差允许的范围内，m 1 、m 2 组成的系统机械能守恒． （4）本题中根据机械能守恒可知，mgh= 1 2 mv 2 ，即有： 1 2 v 2 =gh，所以出 1 2 v 2 -h图象中图象的斜率表示重力加速度， 由图可知，斜率k=9.7，故当地的实际重力加速度g=9.7m/s 2 ． 故答案为：（1）2.40；（2）0.576；0.588；在误差允许的范围内，m 1 、m 2 组成的系统机械能守恒；（3）9.7．

Ⅵ 用如图1实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的

（1）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
根据某回段时间答内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点5的瞬时速度：
v₅=

x46

2T

＝

(21.60+26.40)×10?2m

2×0.1s

＝2.4m/s．
（2）在0～5过程中系统动能的增量：
△E_K=

1

2

（m₁+m₂）v₅²=

1

2

×0.2×2.4²J≈0.58J．
系统重力势能的减小量为：
△E_p=（m₂-m₁）gx=0.1×9.8×（0.384+0.216）J≈0.59J，由此可知在误差允许范围内，m₁、m₂组成系统机械能守恒．
故答案为：（1）2.4；（2）0.58；0.59，在误差允许范围内，m₁、m₂组成系统机械能守恒．

Ⅶ （1）用如图1实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系

（1）①根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为：
v₅=

x46

t46

=2.4m/s
②物体的初速度为零，所以动能的增加量为
△E_K=E_k5-0=

1

2

（m₁+m₂）v₅²=0.58 J．
重力势能的减小量等于物体重力做功，故：△E_P=W=mgh=0.60J；
由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等，因此在在误差允许的范围内，m₁、m₂组成的系统机械能守恒．
故答案为：0.58，0.60，在误差允许的范围内，m₁、m₂组成的系统机械能守恒．
③由于△E_K=E_k5-0=

1

2

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

1

2

v²=

g

2

h
所以

1

2

v2?h图象的斜率k=

g

2

g=9.7m/s²．
（2）①理想电流表和定值电阻构成一电压表，可测量外电压．所以U=I₁R₀．
②在硅光电池的U-I图象，当I=0，U=E，图线斜率的绝对值表示内阻．所以E=2.90V，在流过电流表A₂的电流小于200mA的情况下，此电池的内阻r=4.00Ω．
③作出6Ω定值电阻的U-I图线，是一条过原点的直线，该直线与图乙中电源的外电压和电流图线有交点，交点对应的电压、电流表示硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻时的电压和电流．所以r=

E?U

I

=5.60．
故答案为：（1）①2.4②0.58；0.60；在误差允许的范围内，m₁、m₂组成的系统机械能守恒；③9.7
（2）I₁R₀；（2）2.90；4.00（3）5.60

Ⅷ 用如图1所示实验装置验证机械能守恒定律．水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光

（1）根据几何关系可得导轨倾角sinθ= h d 当滑块运动到B点时下降高度 h′=s?sinθ= sh d ， 滑块从A到B过程中系统重力势能减少量为 △ E P =mgh′= mghs d 滑块速度为v= b t ，所以系统动能增加量 △ E K = 1 2 m v 2 = m b 2 2 t 2 ． 若机械能守恒应有△E P =△E K ，将上式代入整理可得 1 t 2 = ghs b 2 d （2）描点、连线如图所示，

gh

b 2 d

．

2

Ⅹ 用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的

（1）打点计时器使用交流电源，实验时，先接通电源，再释放纸带．故B、C错误．
故选BC．
（2）v5＝

x46

2T

＝

(21.60+26.40)×10?2

2×0.1

m/s=2.4m/s，
则系统动能的增量△Ek＝

1

2

(m1+m2)v52＝

1

2

×0.2×2．42J=0.576J≈0.58J．
得出的结论：在误差允许的范围内，m₁、m₂组成的系统机械能守恒．
（3）根据(m1?m2)gh＝

1

2

(m1+m2)v2，解得g＝

m1+m2

2h(m2?m1)

v2．
故答案为：（1）BC（2）0.58在误差允许的范围内，m₁、m₂组成的系统机械能守恒（3）g=

m1+m2

2h(m2?m1)

v2