Question

【題目】物理小組在一次驗證機械能守恒定律的實驗中,實驗裝置如圖甲所示,氣墊導軌放置在水平桌面上,一端裝有光滑的定滑輪;導軌上有一滑塊,其一端與穿過電磁打點計時器的紙帶相連,另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接.打點計時器使用的交流電源的頻率為f.開始實驗時,在托盤中放入適量砝碼,先接通電源,再松手后滑塊開始做勻加速運動,在紙帶上打出一系列點.

(1)本實驗存在一個重大的失誤,該失誤是:_____________________________ 。

(2)圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是計數點,每相鄰兩計數點間還有9個計時點未標出,計數點間的距離如圖所示.根據圖中數據計算的加速度a=_____________________(用、、f表示)

(3)為了驗證機械能守恒定律,下列物理量中還應測量的是_____________

A.導軌的長度L B.砝碼的質量m1 C.滑塊的質量m2 D.托盤和砝碼的總質量m3

(4)如果乙圖中、、是實驗改進后測得的數據,請寫出計數點3到計數點4的過程中要驗證的機械能守恒守律的表達式______________________．

Answer 1

【答案】（1）末驗證氣墊導軌是否水平； （2）； （3）CD； （4）

【解析】

（1）在本實驗中應首先驗證導軌是否水平，而本題中沒有進行驗證；
（2）由于題目中只給出了三組數據，故可采用其中任兩組，本題中采用s1和s3；則有：s3-s1=2aT2；因中間有10個間距，故；
則有： ；
（3）根據實驗原理可知，本實驗中砝碼和托盤的重力勢能減小量等于總的動能的增加量；故應測量滑塊的質量m2和托盤和砝碼的總質量m3；故選CD.
（4）分別求出3、4兩點的速度；；
物體下降的高度為s2；則由機械能守恒定律可知；