2021高考物理人教版一轮考评训练：课练 19 实验　探究做功与速度变化的关系　验证机械能守恒定律　验证动量守恒定律

2021高考物理人教版一轮考评训练：课练 19 实验　探究做功与速度变化的关系　验证机械能守恒定律　验证动量守恒定律

www.ks5u.com 课练19　实验　探究做功与速度变化的关系　验证机械能守恒定律　验证动量守恒定律 ‎———[狂刷小题　夯基础]———‎ 练基础小题 ‎1．[2019·甘肃省渭源四中考试]探究“做功和物体速度变化的关系”的实验装置如图甲所示，图中是小车在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形．实验中小车获得的速度为v，由打点计时器所打出的纸带测出，橡皮筋对小车做的功记为W；实验时，将木板左端调整到适当高度，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放．请回答下列问题：当我们把2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验．请回答下列问题：‎ ‎(1)除了图甲中已给出的器材外，需要的器材还有：交流电源、________.‎ ‎(2)如图乙所示是小车在某次运动过程中打点计时器在纸带上打出的一系列的点，打点的时间间隔为0.02 s，则小车离开橡皮筋后的速度为________m/s.(保留两位有效数字)‎ ‎　　　　　　　　　　　　‎ ‎(3)将几次实验中橡皮筋对小车所做的功W和小车离开橡皮筋后的速度v，进行数据处理，以W为纵坐标，v或v2为横坐标作图，其中可能符合实际情况的是________．‎ ‎2．[2019·湖南省洞口一中模拟]如图1所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律．‎ ‎(1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是________．‎ A．重物选用质量和密度较大的金属锤 B．两限位孔在同一竖直面内上下对正 C．精确测量出重物的质量 D．用手托稳重物，接通电源后，释放重物 ‎(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图2所示．纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点．重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________．‎ A．OA、AD和EG的长度 B．OC、BC和CD的长度 C．BD、CF和EG的长度 D．AC、BD和EG的长度 ‎3．[2019·河南郑州一中测试]在利用碰撞做“验证动量守恒定律”的实验中，实验装置如图甲所示，图甲中斜槽PQ与水平槽QR平滑连接，按要求安装好仪器后开始实验．先不放被碰小球，使入射小球从斜槽上的A点由静止滚下，重复实验若干次；然后把被碰小球静止放在槽的水平部分的前端边缘B处(槽口)，再使入射小球从斜槽上的A点由静止滚下，再重复实验若干次，在白纸上记录下挂于槽口B的重垂线在记录纸上的竖直投影点和各次实验时小球落点的平均位置，从左至右依次为O、M、P、N点，测得两小球直径相等，入射小球和被碰小球的质量分别为m1、m2，且m1＝2m2.则：‎ ‎(1)两小球的直径用螺旋测微器测得，测量结果如图乙，则两小球的直径均为________mm.‎ ‎(2)入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，其目的是________．‎ A．使入射小球每次都能水平飞出槽口 B．使入射小球每次都以相同的动量到达槽口 C．使入射小球在空中飞行的时间不变 D．使入射小球每次都能与被碰小球对心碰撞 ‎(3)下列有关本实验的说法中正确的是________．‎ A．未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落点分别是M、P B．未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落点分别是P、M C．未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落点分别是N、M D．在误差允许的范围内若测得|ON|＝2|MP|，则表明碰撞过程中两小球组成的系统满足动量守恒定律 练高考小题 ‎4．[2016·全国卷Ⅰ]某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20 Hz、30 Hz和40 Hz.打出纸带的一部分如图(b)所示．‎ 图(a)‎ 图(b)‎ 该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他题给条件进行推算．‎ ‎(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度大小为________．‎ ‎(2)已测得s1＝8.89 cm，s2＝9.50 cm，s3＝10.10 cm；当地重力加速度大小为9.80 m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%.由此推算出f为________Hz.‎ ‎5．[2016·江苏卷]某同学用如图1所示的装置验证机械能守恒定律．一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点．光电门固定在A的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条．将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取v＝作为钢球经过A点时的速度．记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒．‎ ‎(1)用ΔEp＝mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到________之间的竖直距离．‎ A．钢球在A点时的顶端 B．钢球在A点时的球心 C．钢球在A点时的底端 图1‎ 图2‎ ‎(2)用ΔEk＝mv2计算钢球动能变化的大小．用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图2所示，其读数为________cm.某次测量中，计时器的示数为0.010 0 s．则钢球的速度为v＝________m/s.‎ ‎(3)下表为该同学的实验结果：‎ ΔEp(×10－2 J)‎ ‎4.892‎ ‎9.786‎ ‎14.69‎ ‎19.59‎ ‎29.38‎ ΔEk(×10－2 J)‎ ‎5.04‎ ‎10.1‎ ‎15.1‎ ‎20.0‎ ‎29.8‎ 他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异，认为这是由空气阻力造成的．你是否同意他的观点？请说明理由．‎ ‎(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议．‎ ‎6．[2019·江苏卷，10]某兴趣小组用如图1所示的装置验证动能定理．‎ ‎(1)有两种工作频率均为50 Hz的打点计时器供实验选用：‎ A．电磁打点计时器 B．电火花打点计时器 为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择_________(选填“A”或“B”)．‎ ‎(2)保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是_______________(选填“甲”或“乙”)．‎ ‎(3)消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器电源，松开小车，小车运动．纸带被打出一系列点，其中的一段如图2所示．图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A点的速度vA＝________m/s.‎ ‎(4)测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L.小车动能的变化量可用ΔEk＝Mv算出．砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g.实验中，小车的质量应________(选填“远大于”“远小于”或“接近”)砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W＝mgL算出．多次测量，若W与ΔEk均基本相等则验证了动能定理．‎ 练模拟小题 ‎7．[2019·河北省景县梁集中学调研]如图1所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律．‎ ‎(1)已准备的器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是________．‎ A．直流电源、天平及砝码 B．直流电源、刻度尺 C．交流电源、天平及砝码 D．交流电源、刻度尺 ‎(2)安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示．图中O点为打点起始点，且速度为零．选取纸带上打出的连续点A、B、C、…作为计时点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3.已知重物质量为m，当地重力加速度为g，计时器打点周期为T.为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从O点到F点的过程中，重物重力势能的减少量ΔEp＝________，动能的增加量ΔEk＝________(用题中所给字母表示)．‎ ‎(3)实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是________．‎ A．该误差属于偶然误差 B．该误差属于系统误差 C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差 D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差 ‎(4)某同学在实验中发现重物增加的动能略小于重物减少的重力势能，于是深入研究阻力f对本实验的影响．他测出各计时点到起始点的距离h，并计算出打下各计数点时的速度v，用实验测得的数据绘制出v2－h图线，如图3所示．图象是一条直线，此直线斜率k＝______(可能用到的物理量有m、g、f)‎ ‎8．[2019·潍坊月考]现利用图甲所示的装置验证动量守恒定律．在图中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间．‎ 甲 乙 实验测得滑块A的质量m1＝0.310 kg，滑块B的质量m2＝0.108 kg，遮光片的宽度d＝1.00 cm；打点计时器所用交流电的频率f＝50.0 Hz.将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰．碰后光电计时器显示的时间ΔtB＝3.5×10－3‎ ‎ s，碰撞前后打出的纸带如图乙所示．‎ 若实验允许的相对误差绝对值(||×100%)最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程．‎ ‎———[综合测评　提能力]———‎ ‎1．[2019·重庆一中期中]某同学利用如图所示的装置探究功与速度变化的关系．‎ ‎(1)小物块在橡皮筋的作用下弹出，沿光滑水平桌面滑行，之后做平抛运动落至水平地面上，落地点记为M1；‎ ‎(2)在钉子上分别套上2条、3条、4条、……同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤(1)，小物块落地点分别记为M2、M3、M4、….‎ ‎(3)测量相关数据，进行数据处理．‎ ‎①为求出小物块从桌面抛出时的动能，需要测量下列物理量中的________(填正确答案标号，g已知)．‎ A．小物块的质量m B．橡皮筋的原长x C．橡皮筋的伸长量Δx D．桌面到地面的高度h E．小物块抛出点到落地点的水平距离L ‎②将几次实验中橡皮筋对小物块做的功分别记为W1、W2、W3、…，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L1、L2、L3、…‎ ‎，若功与速度的平方成正比，则应以W为纵轴、________(填“L”或“L2”)为横轴作图，才能得到一条直线．‎ ‎③如果小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属于________(填“偶然误差”或“系统误差”)．‎ ‎2．[2019·甘肃静宁一中模拟]图甲是某同学验证动能定理的实验装置．其步骤如下：‎ A．易拉罐内盛上适量细砂，用轻绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带．合理调整木板倾角，让小车沿木板匀速下滑；‎ B．取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细砂的总质量m及小车质量M；‎ C．取下轻绳和易拉罐换一条纸带，将小车由静止释放，打出的纸带如图乙(中间部分未画出)，O为打下的第一个点．已知打点计时器的打点频率为f，重力加速度为g.‎ ‎(1)步骤C中小车所受的合外力为________；‎ ‎(2)为验证从O→C过程中小车所受合外力做功与小车动能变化的关系，测出B、D间的距离为x0，O、C间的距离为x1，则打下C点时小车的速度大小为________．需要验证的关系式为________(用所测物理量的符号表示)．‎ ‎3．[2019·开封一模]利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律．轻绳与轻滑轮间摩擦不计，绳子不可伸长．物体A(含遮光片)和B的质量分别为m和M，物体B由静止释放后向下运动，遮光片经过光电门的时间为Δt.测得释放处遮光片到光电门中心的竖直距离为h.‎ ‎(1)用游标卡尺测出物体A上遮光片的宽度d如图乙所示，则d＝________mm.‎ ‎(2)若满足关系式________________(用题中已知量的符号表示，已知重力加速度为g)，则可验证机械能守恒定律．‎ ‎4．[2019·辽宁沈阳期末]利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一水平的气垫导轨，导轨上A点处有一滑块，其质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连．调节细绳的长度使每次实验时滑块运动到B点处与劲度系数为k的弹簧接触时小球恰好落地，测出每次弹簧的压缩量x，如果在B点的正上方安装一个速度传感器，用来测量滑块到达B点时的速度，发现速度v与弹簧的压缩量x成正比，作出速度v随弹簧压缩量x变化的图象如图乙所示，测得v－x图象的斜率k′＝.在某次实验中，某同学没有开启速度传感器，但测出了A、B两点间的距离为L，弹簧的压缩量为x0，重力加速度用g表示，则：‎ ‎(1)滑块从A处到达B处时，滑块和小球组成的系统动能增加量可表示为ΔEk＝________，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp＝________，在误差允许的范围内，若ΔEk＝ΔEp，则可认为系统的机械能守恒．(用题中字母表示)‎ ‎(2)在实验中，该同学测得M＝m＝1 kg，弹簧的劲度系数k＝100 N/m，并改变A、B间的距离L，作出的x2－L图象如图丙所示，则重力加速度g＝________m/s2.‎ ‎5．[2019·辽宁六校联考]如图所示是用来验证动量守恒定律的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿有一竖直立柱．实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高．将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上．释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞，碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点．测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒．现已测出两弹性球1、2的质量m1、m2，A点离水平桌面的高度为a，B点离水平桌面的高度为b，C点与桌子的水平距离为c.‎ ‎(1)要完成实验，还需要测量的量是____________和____________．‎ ‎(2)根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为____________．(忽略小球的大小)‎ ‎6．[2019·长沙雅礼中学考试]某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律及测量平台上A点左侧平面与小滑块a之间的动摩擦因数的实验．在足够长的水平平台上的A点放置一个光电门，水平平台上A点右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为g.实验步骤如下：‎ A．在小滑块a上固定一个宽度为d的挡光片；‎ B．用天平分别测出小滑块a(含挡光片)和小球b的质量ma、mb；‎ C．在a和b间用细线连接，中间夹有一被压缩了的轻短弹簧(未画出)，静止放置在平台上；‎ D．烧断细线后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动；‎ E．记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间Δt；‎ F．滑块a最终停在C点(图中未画出)用刻度尺测出AC之间的距离sa；‎ G．小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面上的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘重垂线与B点之间的水平距离sb；‎ H．改变弹簧压缩量，进行多次测量．‎ ‎(1)用螺旋测微器测量挡光片的宽度，测量结果如图乙所示，则挡光片的宽度为________mm；‎ ‎(2)该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证a、b弹开后的动量大小是否相等，即a的动量大小________是否等于b的动量大小________；(用所涉及物理量的字母表示)‎ ‎(3)改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到小滑块a的sa与的关系图象如图丙所示，图象的斜率为k，则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为________．(用字母表示)‎ ‎7．某实验小组按照如图1所示的装置对高中实验进行连续探究或验证．实验一：探究小车做匀变速直线运动规律；实验二：验证牛顿第二定律；实验三：探究小车受到的合力做的功与动能变化的关系．‎ ‎(1)下列说法正确的是________．‎ A．三个实验操作中均先释放小车，再接通打点计时器的电源 B．实验一不需要平衡摩擦力，实验二和实验三需要平衡摩擦力 C．实验一和实验二需要满足小车质量远大于钩码总质量，实验三则不需要 D．要求全部完成上述三个实验，除了图1中所示的实验器材外，还要提供的共同实验器材有刻度尺 ‎(2)实验小组按照规范操作打出的纸带如图2所示，已知相邻计数点a、b、c、d间的时间间隔为T，间距分别为s1、s2、s3，钩码总质量为m，小车质量为M，且M≫m，重力加速度大小为g，以小车为研究对象，那么从b到c小车合力做的功W＝________，小车动能的变化量ΔEk＝________.‎ ‎(3)在(2)问中，用钩码总重力代替小车受到的细线拉力，存在________(选填“偶然误差”或“系统误差”)．‎ ‎8．[2019·山东六校联考]某同学用两个光电门验证机械能守恒定律，装置如图1所示，让细线悬吊的质量分布均匀的小圆柱体绕悬点O在竖直面内做圆周运动，将光电门1固定在小圆柱体运动轨迹的最低点，调整光电门2的位置，使小圆柱体在运动过程中阻挡光电门发出的光．记录小圆柱体通过光电门1、2的时间t1、t2，当地的重力加速度为g.‎ ‎(1)要验证机械能守恒，除了要测量两个光电门间的高度差h，还需要测量的物理量有____________(写出物理量名称及符号)，要验证机械能守恒，只要验证等式______________(用已知量和测量量表示)成立即可．‎ ‎(2)由于两个光电门间的高度差比较难测量，该同学又改进了实验方法．‎ ‎①如图2所示，将光电门1放于水平长木板的两侧，适当调节细线悬点O的位置，使小圆柱体通过最低点时恰好与长木板相碰，光电门的光束与小圆柱体静止悬挂时的重心在同一高度；‎ ‎②将刻度尺竖直立于长木板上，让细线悬吊着的小圆柱体刚好与刻度尺接触，由刻度尺测出小圆柱体此时重心离长木板的高度h1，将小圆柱体由静止释放，测出小圆柱体经过光电门1的时间t；‎ ‎③将刻度尺右移，重复步骤②多次，测出小圆柱体在不同位置释放时重心离长木板的高度h1，记录不同高度释放后小圆柱体通过光电门1的时间t；‎ ‎④测出小圆柱体的长L，算出每次小圆柱体实际下落的高度h′＝________，作出－h′图象，作出的图象应是____________；如果求得图线的斜率在误差允许的范围内等于________，则机械能守恒定律得到验证.‎ 课练19　实验　探究做功与速度变化的关系 验证机械能守恒定律　验证动量守恒定律 ‎[狂刷小题　夯基础]‎ ‎1．答案：(1)毫米刻度尺　(2)0.36　(3)AD 解析：(1)需要的器材除了交流电源外，还有毫米刻度尺；(2)小车离开橡皮筋后的速度为v＝m/s＝0.36m/s；(3)因为W＝mv2，则以W为纵坐标，v或v2为横坐标作图，其中可能符合实际情况的是A、D.‎ ‎2．答案：(1)A、B　(2)B、C 解析：(1)重物选用质量和密度较大的金属锤，减小空气阻力，以减小误差，A正确；两限位孔在同一竖直面内上下对正，减小纸带和打点计时器之间的阻力，以减小误差，B正确；验证机械能守恒定律需验证：mgh＝mv－mv，重物质量可以消掉，故无需测量重物的质量，C错误；用手拉稳纸带，而不是托住重物，接通电源后，释放纸带，D错误．(2)由EG的长度可求出打F点时重物的速度vF，打O点时重物的速度为v1＝0，但求不出O、F之间的距离h1，A错误；由BC和CD的长度可求出打C点时重物的速度vC，打O点时重物的速度v1＝0，O、C之间的距离为h2，可以用来验证机械能守恒定律，B正确；由BD和EG的长度可分别求出打C点时重物的速度vC和打F点时重物的速度vF，C、F之间的距离为h3，可以用来验证机械能守恒定律，C正确；AC、BD和EG的长度可分别求出打B、C、F三点时重物的速度，但BC、CF、BF的长度都无法求出，故无法验证机械能守恒定律，D错误．‎ ‎3．答案：(1)12.895　(2)B　(3)BD 解析：(1)螺旋测微器的主尺部分长度为12.5 mm，转动部分读数为：39.5×0.01 mm，故最终读数为：(12.5＋0.395)mm＝12.895 mm；(2)入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，是为了使小球每次都以相同的速度飞出槽口，即为了保证入射小球每次都以相同的动量到达槽口，B正确；(‎ ‎3)未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落点分别为P、M，A、C错误，B正确；设入射小球碰前瞬间的速度为v1，碰后瞬间的速度为v′1，碰后瞬间被碰小球的速度为v′2，则m1v1＝m1v′1＋m2v′2，由于m1＝2m2，则有2(v1－v′1)＝v′2，设平抛时间为t，则OM＝v′1t，ON＝v′2t，OP＝v1t，所以若系统碰撞的过程中动量守恒，则满足|ON|＝2|MP|，D正确．‎ ‎4．答案：(1)f(s1＋s2)　f(s2＋s3)　f2(s3－s1)　(2)40‎ 解析：(1)重物匀加速下落时，根据匀变速直线运动的规律得vB＝＝f(s1＋s2)‎ vC＝＝f(s2＋s3)‎ 由s3－s1＝2aT2得a＝ ‎(2)根据牛顿第二定律，有mg－kmg＝ma 根据以上各式，化简得f＝ 代入数据可得f≈40 Hz.‎ ‎5．答案：(1)B　(2)1.50(1.49～1.51都算对)　1.50(1.49～1.51都算对)　(3)不同意，因为空气阻力会造成ΔEk小于ΔEp，但表中ΔEk大于ΔEp.　(4)分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l，计算ΔEk时，将v折算成钢球的速度v′＝v.‎ 解析：(1)高度变化要比较钢球球心的高度变化．(2)毫米刻度尺读数时要估读到毫米下一位，由v＝代入数据可计算出相应速度．(3)从表中数据可知ΔEk>ΔEp，若有空气阻力，则应为ΔEk<ΔEp，所以不同意他的观点．(4)实验中遮光条经过光电门时的速度大于钢球经过A点时的速度，因此由ΔEk＝mv2计算得到的ΔEk偏大，要减小ΔEp与ΔEk的差异可考虑将遮光条的速度折算为钢球的速度．‎ ‎6．答案：(1)B　(2)乙　(3)0.31(0.30～0.33都算对)‎ ‎(4)远大于 解析：(1)电火花打点计时器对纸带的阻力小于电磁打点计时器对纸带的阻力，实验时误差小，故选B.(2)在砝码盘中慢慢加入沙子直至小车开始运动，小车从静止开始做加速运动，此时砝码盘和沙子的总重力大于小车与长木板间的滑动摩擦力 ‎，平衡摩擦力过度；轻推小车，小车做匀速运动，根据平衡条件可知，此时砝码盘和沙子的总重力等于小车与长木板间的滑动摩擦力大小，消除了摩擦力的影响，看法正确的是同学乙．(3)在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度．用刻度尺量出A左侧第一个点与A右侧第一个点之间的距离l＝1.24 cm，再除以0.02 s×2＝0.04 s，可得vA＝0.31 m/s.(4)本实验中砝码的重力应该是小车所受的合外力．只有当小车的质量远大于砝码盘、砝码以及沙子的总质量时，才可以将砝码的重力当成小车受到的合外力．‎ ‎7．答案：(1)D　(2)mgh2　　(3)BD ‎(4) 解析： (1)打点计时器的工作电源是交流电源，在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知重物下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度，纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表，重物的质量可以不必测量，因此还需要的器材有D；(2)从打下O点到打下F点的过程中，重物重力势能的减少量ΔEp＝mgh2，F点的瞬时速度：vF＝，则动能的增加量为ΔEk＝mv＝；(3)实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差是系统误差，无法避免，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差，B、D正确；(4)根据能量关系可知：mgh＝mv2＋fh，解得v2＝h，可知图线的斜率k＝.‎ ‎8．答案：见解析 解析：按定义，滑块运动的瞬时速度大小v为：v＝ 式中Δs为滑块在很短时间Δt内走过的路程，设纸带上打出相邻两点的时间间隔为ΔtA，则ΔtA＝＝0.02 s ΔtA可视为很短，设A在碰撞前后的瞬时速度大小分别为v0、v1，将上式和图给实验数据代入可得：v0＝ m/s＝2.00 m/s v1＝ m/s＝0.970 m/s.‎ 设B在碰撞后的速度大小为v2，由上式有v2＝ 代入题给实验数据得v2＝2.86 m/s 设两滑块在碰撞前、后的动量分别为p和p′，则p＝m1v0，‎ p′＝m1v1＋m2v2.‎ 两滑块在碰撞前、后总动量相对误差的绝对值 δr＝×100%‎ 联立上式并代入有关数据可得：δr＝1.7%<5%‎ 因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律．‎ ‎[综合测评　提能力]‎ ‎1．答案：(3)①A、D、E'②L2'③系统误差 解析：(3)①小物块离开桌面后做平抛运动，根据桌面到地面的高度h＝gt2，可计算出平抛运动的时间，再根据小物块抛出点到落地点的水平距离L＝v0t，可计算出小物块离开桌面时的速度，根据动能的表达式Ek＝mv20，还需要知道小物块的质量，故A、D、E正确，B、C错误；②根据h＝gt2和L＝v0t，可得v20＝L2，因为功与速度的平方成正比，所以功与L2成正比，故应以W为纵轴、L2为横轴作图，才能得到一条直线；③一般来说，从多次测量揭示出的实验误差称为偶然误差，不能从多次测量揭示出的实验误差称为系统误差．由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属于系统误差．‎ ‎2．答案：(1)mg　(2)　mgx1＝ 解析：(1)小车匀速下滑时受到重力、支持力、摩擦力和拉力，合力为零；撤去拉力后，其余力不变，故合力大小等于撤去的拉力，即为mg；(2)匀变速直线运动的平均速度大小等于中间时刻的瞬时速度，故vC＝＝，动能增加量为ΔEk＝Mv＝，合力做的功为W＝mgx1，需要验证的关系式为mgx1＝.‎ ‎3．答案：(1)4.50　(2)(M－m)gh＝(M＋m)2‎ 解析：(1)游标卡尺的主尺读数为4 mm，游标尺读数为0.05×1‎ ‎0 mm＝0.50 mm，则d＝4.50 mm.(2)遮光片通过光电门的瞬时速度为v＝，则系统动能的增加量ΔEk＝(M＋m)v2＝(M＋m)2，系统重力势能的减少量ΔEp＝(M－m)gh，即若满足关系式(M－m)gh＝(M＋m)2，即可验证机械能守恒定律．‎ ‎4．答案：(1)　mgL　(2)9.6‎ 解析：(1)由题意可知，当弹簧的压缩量为x0时，对应的滑块速度v＝k′x0＝ x0，则滑块和小球组成的系统动能增加量可表示为ΔEk＝(M＋m)v2＝，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp＝mgL.(2)由机械能守恒有(M＋m)v2＝mgL，v＝ x，代入数据解得x2＝L；由图象可知＝ m，解得g＝9.6 m/s2.‎ ‎5．答案：(1)立柱的高度h　桌面的高度H ‎(2)2m1＝2m1＋m2 解析：(1)球1从A处下摆的过程中只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律有m1g(a－h)＝m1v，解得v1＝；碰撞后球1上升到最高点的过程中，机械能守恒，根据机械能守恒定律有m1g(b－h)＝m1v，解得v2＝，碰撞后球2做平抛运动的时间t＝，所以球2碰后的速度v3＝＝，该实验中动量守恒的表达式为m1v1＝m2v3＋m1v2，整理得2m1＝2m1＋m2，要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后系统的动量，所以要测量两个小球的质量m1、m2，要通过平抛运动的分位移公式求解碰撞后球2的速度，所以要测量立柱的高度h，桌面的高度H.(2)由(1)可知该实验中动量守恒的表达式为2m1＝2m1＋m2.‎ ‎6．答案：(1)2.550　(2)ma　mbsb　(3) 解析：(1)螺旋测微器的读数为2.5 mm＋0.050 mm＝2.550 mm；(2)烧断细线后，a向左运动，经过光电门，根据速度公式可知，a经过光电门的速度为va＝，故a的动量为pa＝ma，b离开平台后做平抛运动，根据平抛运动的规律可得h＝gt2及sb＝vbt，联立解得vb＝sb，故b的动量为pb＝mbvb＝mbsb；(3)对滑块a由光电门向左运动的过程进行分析，有v＝2a0sa，滑块a经过光电门的速度va＝，由牛顿第二定律可得a0＝＝μg，联立可得sa＝，则可知μ＝.‎ ‎7．答案：(1)BD　(2)mgs2　M ‎(3)系统误差 解析：(1)根据打点计时器使用的注意事项可知，三个实验操作中均先接通打点计时器的电源，再释放小车，故A错误；实验一中，只探究匀变速直线运动规律，不需要平衡摩擦力，实验二和实验三都需要平衡摩擦力，故B正确；实验一中，只探究速度随时间的变化，不需要满足小车质量远大于钩码总质量，实验三中，将钩码的总重力看成是小车受到的合力，则需要满足小车质量远大于钩码总质量，故C错误；要求全部完成上述三个实验，除了题图1中所示的实验器材外，还要提供的共同实验器材有刻度尺，用来测量纸带上点与点之间的距离，故D正确．(2)对bc段进行研究，则合力对小车做的功为W＝mgs2，利用匀变速直线运动的推论得vb＝，vc＝，小车动能的增加量ΔEk＝M2－2.(3)用钩码总重力代替小车受到的拉力，在小车加速的过程中，其实际加速度a＝，所以小车受到的拉力F＝Ma＝·M＜mg，可知存在一定的系统误差．‎ ‎8．答案：(1)小圆柱体截面的直径d　2－2＝gh ‎(2)h1－　过原点的一条倾斜直线　 解析：(1)要验证机械能守恒定律，选取小圆柱体从光电门2运动到光电门1的过程，要验证机械能守恒，即验证小圆柱体的重力势能减少量等于动能变化量，m2－m2＝mgh，即验证2－2＝gh，因此还需要测量小圆柱体截面的直径d.(2)小圆柱体实际下落高度h′＝h1－，若满足mgh′＝m2，得＝h′，－h′图象是一条过原点的斜线，即－h′图象的斜率在误差允许的范围内等于，机械能守恒．‎