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    精英家教网高一（9）班物理兴趣小组选用如图所示装置来“验证机械能守恒定律”和“验证动量守恒定律”．将一段不可伸长的轻质小绳一端与力传感器（可以实时记录绳所受的拉力）相连固定在O点，另一端连接小钢球A，把小钢球拉至M处可使绳水平拉紧．在小钢球最低点N右侧放置有一水平气垫导轨、气垫导轨上放有小滑块B（B上安装宽度较小且质量不计的遮光板）、光电门（已连接数字毫秒计）．当地的重力加速度为g
    （1）某同学把气垫导轨、滑块B和光电门移开，就可以用该装置来验证机械能守恒定律
    ①为验证小钢球A从M点（静止释放）到N点过程中的机械能守恒，必须测量的物理有：
     

    A．小钢球A质量mA
    B．绳长L
    C．小钢球从M到N运动的时间
    D．小钢球通过最低点N点时传感器示数Fm
    ②验证机械能守恒定律的表达式是：
     
    （用题中已给的物理量符号来表示）
    ③写出一条对提高实验结果准确程度有益的建议：
     

    （2）某同学要“验证动量守恒定律”，按上图所示安装气垫导轨、滑块B（调整滑块B的位置使小钢球自由下垂静止在N点时与滑块B接触而无压力）和光电门，调整好气垫导轨高度，确保小钢球A通过最低点时恰好与滑块B发生正碰．让小钢球A从某位置释放，摆到最低点N与滑块B碰撞，碰撞后小钢球A并没有立即反向，碰撞时间极短．
    ①为完成实验，除了毫秒计读数△t、碰撞前瞬间绳的拉力F1、碰撞结束瞬间绳的拉力F2、滑块B质量mB和遮光板宽度D外，还需要测量的物理量有
     
    （用题中已给的物理量符号来表示）
    ②滑块B通过光电门时的瞬时速度vB=
     
    （用题中已给的物理量符号来表示）
    ③验证动量守恒定律的表达式是：
     
    （用题中已给的物理量符号来表示）
    分析：（1）根据机械能守恒定律、结合牛顿第二定律得出机械能守恒的表达式，从而确定需要测量的物理量．
    （2）根据动量守恒定律结合机械能守恒定律和牛顿第二定律列出表达式，从而得出需要测量的物理量．
    解答：解：（1）在最低点，根据牛顿第二定律得，Fm-mg=m
    v2
    l
    ．则Fm=mg+m
    v2
    l
    ．
    若机械能守恒，则有：mgl=
    1
    2
    mv2    ．
    解得Fm=3mg．
    所以需要验证机械能守恒，只需测量小钢球A的质量以及小钢球通过最低点N点时传感器示数．故选：AD．
    为了减小实验的误差，小钢球体积小、小球密度大、细绳无弹性．
    （2）滑块B通过光电门时的瞬时速度vB=
    D
    △t
    ．
    根据牛顿第二定律得，F1-mAg=mA
    v12
    l
    ．
    F2-mAg=mA
    v22
    l
    ．
    根据动量守恒定律得，mAv1=mAv2+mBvB
    整理得，
    		F1mAl-mA2gl
    =
    		F2mAl-mA2gl
    +mB
    D
    △t
    ．
    所以还需要测量A的质量mA，以及绳长l．
    故答案为：（1）①AD；②Fm=3mg；
    ③小钢球体积小、小球密度大、细绳无弹性．
    （2）①mA、l；②
    D
    △t
    ；③．
    		F1mAl-mA2gl
    =
    		F2mAl-mA2gl
    +mB
    D
    △t
    ．
    点评：解决本题的关键知道实验的原理，综合运用动量守恒定律、机械能守恒定律和牛顿第二定律进行求解．
    练习册系列答案
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    ①为验证小钢球A从M点（静止释放）到N点过程中的机械能守恒，必须测量的物理有：  ▲ 

    A.小钢球A质量mA

    B.绳长L

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    D.小钢球通过最低点N点时传感器示数Fm

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    科目：高中物理 来源：湖北省重点中学2009-2010学年高一下学期期中联考 题型：实验题

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    ①为验证小钢球A从M点（静止释放）到N点过程中的机械能守恒，必须测量的物理有：  ▲ 

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    B.绳长L

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    D.小钢球通过最低点N点时传感器示数Fm

    ②验证机械能守恒定律的表达式是：  ▲   ▲  (用题中已给的物理量符号来表示)

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