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    用如图装置可验证机械能守恒定律．轻绳两端系着质量相等的物块A、B，物块B上放置一金属片C．铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物块B正下方．系统静止时，金属片C与圆环间的高度差为h．由此释放，系统开始运动，当物块B穿过圆环后，金属片C被搁置在圆环上．两光电门固定在铁架台P1、P2处，通过数字计时器可测出物块B通过P1、P2这段时间．A、B均可视作质点，重力加速度g已知．
    （1）若测得P1、P2之间的距离为d，物块B通过这段距离的时间为t，则物块B刚穿过圆环后的速度v=______；
    （2）若物块A、B的质量均为M表示，金属片C的质量用m表示，该实验中验证了
    1
    2
    （2M+m）v2=______成立，即可验证机械能守恒定律；
    （3）本实验中的测量仪器除了天平、光电门、数字计时器外，还需要______；
    （4）改变物块B的初始位置，使物块B由不同的高度落下穿过圆环，记录各次高度差h以及物块B通过P1、P2这段距离的时间为t，以h为纵轴，以
    1
    t2
    为横轴，通过描点作出的图线是一条过原点的直线，该直线的斜率k=______（用m、M、d表示）．
    （1）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度得，v=
    d
    t
    ；
    （2）系统重力势能的减小量为mgh，系统动能的增加量为
    1
    2
    （2M+m）v2，则需验证的表达式为
    1
    2
    （2M+m）v2=mgh．
    （3）实验中需测量系统的速度大小、下落的高度，速度可以通过光电门和数字计时器测出，测量下落的高度需要刻度尺．
    （4）物块通过光电门的速度v=
    d
    t
    ，根据
    1
    2
    （2M+m）v2=mgh得，
    1
    2
    (2M+m)
    d2
    t2
    =mgh    ，则h=
    (2M+m)d2
    2mg
    ?
    1
    t2
    ，则图线的斜率k=
    (2M+m)d2
    2mg
    ．
    故答案为：（1）
    d
    t
    （2）mgh （3）刻度尺 （4）
    (2M+m)d2
    2mg
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

    把质量为0.5kg的石块从10m高处以30°角斜向上方抛出，初速度是v0=5m/s．不计空气阻力，那么石块落地时的速度大小与下列哪些量有关（　　）
    A．石块的质量B．石块初速度大小
    C．石块初速度的仰角D．石块抛出时的高度

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    如图1是“验证机械能守恒定律”的实验装置．

    （1）除图中器材外，下列两项器材实验中必须使用的是______（填选项前的字母）；
    A．秒表B．刻度尺
    （2）在安装实验装置时应使打点计时器的两个限位孔处于______（填选项前的字母）；
    A．同一水平面内B．同一竖直平面内
    （3）图2是某同学在实验中选择的一条较为理想纸带中的一段，其中所打的点分别为A、B、C、D、E，则在这段纸带下落过程中先打的点是______（填“A”或“E”）．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    （1）在共点力合成的实验中，根据实验数据画出力的图示，如图所示．图上标出了F1、F2、F、F′四个力，其中______不是由弹簧秤直接测得的（填上述字母）．
    （2）在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中，实验装置如图所示．下面关于实验操作的叙述正确的是______．（单项选择）
    A、应该用天平称出重锤的质量
    B、应该选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近2mm的纸带
    C、操作时应先放纸带再通电
    D、电火花打点计时器应接在电压为220V的直流电源上

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    某同学用如图所示的装置测定重力加速度．
    ①打出的纸带如图所示，实验时纸带的______端通过夹子和重物相连接．（选填“甲”或“乙”）
    ②纸带上1至9各点为计时点，由纸带所示数据可算出实验时的重力加速度为______m/s2．（已知交流电频率为50Hz）
    ③若当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因______．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    现要通过实验验证机械能守恒定律．实验装置如图所示：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片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A，B两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度．用g表示重力加速度．若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为______．动能的增加量可表示为______．若在运动过程中机械能守恒，
    1
    t2
    与s的关系式为
    1
    t2
    =______．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图为验证机械能守恒定律的实验打下的纸带，纸带上的点都是连续打下的点．已知打点计时器所用交流电源周期为T，重力加速度为g．量得1、2、3各点到起点O的长度是：h1，h2，h3．已知重锤质量为m，从起点O到2点重锤重力势能减少量为______，动能增加量为______．事实上重锤重力势能的减少量与动能的增加量不会严格相等，主要误差原因是______．（写出一条即可）

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    根据“验证机械能守恒定律”实验，回答以下问题：
    （1）有下列器材可供选择：
    A．铁架台B．电火花打点计时器C．墨粉纸盘D．纸带E．交流电源
    F．天平G．秒表H．导线
    上述器材不需要的是______（只填字母代号），缺少的器材是______．
    （2）某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用220V，50HZ打点计时器打出一条无漏点的纸带，如图，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，已知重锤质量为1kg，重力加速度取9.8m/s2．（计算结果保留3位有效数字）

    ①打点计时器打出B点时，重锤的动能EkB=______J．
    ②从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为△EP=______J．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1L2之间和L3L4之间存在匀强磁场，磁感应强度B大小均为1T，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈abcd，宽度cd＝L＝0.5m，质量为0.1kg，电阻为2Ω，将其从图示位置由静止释放（cd边与L1重合），速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，已知t1～t2的时间间隔为0.6s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向，重力加速度g取10m/s2。则
    A．在0～t1时间内，通过线圈的电荷量为0.25C
    B．线圈匀速运动的速度大小为2m/s
    C．线圈的长度为1m
    D．0～t3时间内，线圈产生的热量为4.2J

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