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    水平放置的气垫导轨上有一个滑块（阻力可忽略）．滑块在托盘和砝码的带动下运动，如图1所示．其运动情况可以根据连在它上面的电火花式打点计时器打出的纸带分析出来．现在利用该装置探究恒力做功与物体动能改变量的关系，除此外还各有下列器材：

    A．电池；B．天平、砝码；C．秒表；D．低压交流电源；
    （1）其中多余的器材是
    AC
    AC
    ，缺少的器材是
    毫米刻度尺
    毫米刻度尺
    ．
    （2）如图2是打点计时器打出的滑块（质量为M）在托盘和砝码（总质量为m）作用下运动的纸带，测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T．试写出利用这些数据验证动能定理的等式
    mgxAB=
    (M+m)
    8T2
    (
    x
    2
    B
    -
    x
    2
    A
    )
    mgxAB=
    (M+m)
    8T2
    (
    x
    2
    B
    -
    x
    2
    A
    )
    ．
    分析：本题“探究恒力做功与动能改变的关系”，则要知道恒力的大小和小车的动能，所以要测量小车的质量M、托盘和砝码的质量m．根据匀变速直线运动中某点的瞬时速度等于该过程中的平均速度大小可以得到速度．
    解答：解：（1）多余的器材有：电池、秒表，因为打点计时器使用的是交流电源，不需要电池．打点计时器本身能记录时间，不需要秒表．
    要测量速度，必须用到毫米刻度尺测量位移，故缺少了毫米刻度尺．
    （2）A的速度为vA=
    xA
    2T
    ，B点的速度为vB=
    xB
    2T

    滑块的合外力近似等于mg，
    对AB过程，对AB系统，需要验证的动能定理等式为mgxAB=
    1
    2
    (M+m)v
    2
    B
    -
    1
    2
    (M+m)
    v
    2
    A

    联立得：mgxAB=
    (M+m)
    8T2
    (
    x
    2
    B
    -
    x
    2
    A
    )
    故答案为：
    （1）AC；毫米刻度尺．
    （2）mgxAB=
    (M+m)
    8T2
    (
    x
    2
    B
    -
    x
    2
    A
    )    ．
    点评：“探究恒力做功与动能改变的关系”与“探究加速度与力、质量的关系”有很多类似之处，在平时学习中要善于总结、比较，提高对实验的理解能力．
    解决实验问题关键要理解并掌握实验的原理，了解数据处理的方法．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况是常用的计时仪器．如图（甲）所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置．现利用如图（乙）所示的装置验证“机械能守恒定律”．方法是：在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连，连接好1、2两个光电门．在图示位置释放滑块后，光电计时器记录下滑块上的遮光板先后通过两个光电门的时间分别为△t1、△t2．已知滑块（含遮光板）质量为M、钩码质量为m、两光电门间距为s、遮光板宽度为L（L远远小于s）、当地的重力加速度为g．

    （1）计算滑块上的遮光板先后通过两个光电门时的瞬时速度的表达式：v1=
    L
    △t1
    L
    △t1
    ，v2=
    L
    △t2
    L
    △t2
    （用题目中给定的字母表示）
    （2）本实验中验证机械能守恒的表达式为
    mgs=
    1
    2
    (M+m)(
    L
    △t2
    )2-
    1
    2
    (M+m)(
    L
    △t1
    )2    ．
    mgs=
    1
    2
    (M+m)(
    L
    △t2
    )2-
    1
    2
    (M+m)(
    L
    △t1
    )2    ．
    （用题目中给定的字母表示）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （选修模块3-5）
    （1）美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现光子除了有能量之外还有动量，其实验装置如图所示，被电子散射的X光子与入射的X光子相比
    BD
    BD
    ．
    A．速度减小            B．频率减小
    C．波长减小            D．能量减小
    （2）第一代实用核反应堆以铀235为裂变燃料，而在天然铀中占99%的铀238却不能利用，为了解决这个问题，科学家们研究出快中子增殖反应堆使铀238变成高效核燃料．在反应堆中，使用的核燃料是钚239（
     
    239
    94
    Pu    ），裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快中子后变成铀239，铀239（
     
    239
    92
    U    ）很不稳定，经过
    2
    2
    次β衰变后变成钚239（
     
    239
    94
    Pu    ），处于激发态的钚239放出γ射线后，其原子序数将
    不变
    不变
    （选填“增大”、“减小”或“不变”）．
    （3）在水平放置的气垫导轨上，一个质量为0.4kg的滑块甲以0.5m/s的速度与另一个质量为0.6kg、速度为0.1m/s的滑块乙迎面相撞，碰撞后滑块乙的速度大小变为0.2m/s，此时滑块甲的速度大小为
    0.05
    0.05
    m/s，方向与它原来的速度方向
    相同
    相同
    （选填“相同”或“相反”）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    在水平放置的气垫导轨上，质量为0.4kg、速度为0.5m/s的滑块甲与质量为0.6kg、速度为0.1m/s的滑块乙迎面相撞，碰撞后滑块乙的速度大小变为0.2m/s，此时滑块甲的速度大小为
     
    m/s，方向与它原来速度方向
     
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网利用如图所示的装置可以验证机械能守恒定律．把装有遮光条的滑块放在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑轮的轻绳与钩码相连，连接好光电门与数字毫秒计．两光电门×相距s放置．当滑块通过光电门时，其上的遮光条把光遮住，数字毫秒计能够记录下遮光条通过两个光电门的时间分别为△t1、△t2；实验中，用天平测出滑块质量为M、钩码的质量为m；用游标卡尺测出遮光条的宽度为△s．（已知遮光条的宽度远小于两光电门的距离s，当地重力加速度为g）．回答下列问题：
    （1）数字毫秒计有一个计时方式转换开关，置于左侧时，其计时功能是：光敏管无光照时开始计时，受到光照时停止计时；置于右侧时，其计时功能是：光敏管有光照时开始计时，无光照时停止计时．在做本实验时，应将计时方式转换开关置于
     
    ．（填“左侧”或“右侧”）
    （2）滑块两次过光电门时的瞬时速度可表示为：v1=
     
    ，v2=
     

    （3）在本实验中，验证机械能守恒定律的关系式应该是（用题中给出的所测量的符号表示）：
     
    ．

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