现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1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，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t。用d表示A点到导轨底端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。完成下列填空和作图；
（1）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，
与s的关系式为= ____________.
(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：
| |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
| s（m） |
0.600 |
0.800 |
1.000 |
1.200 |
1.400 |
| t（ms） |
8.22 |
7.17 |
6.44 |
5.85 |
5.43 |
| 1/t2（104s－2） |
1.48 |
1.95 |
2.41 |
2.92 |
3.39 |
以s为横坐标，为纵坐标，在图2坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k= ×104m-1·s-2 (保留3位有效数字)。
由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出
直线的斜率k0，将k和k0进行比较，若其差值在试验允许的范围内，则可认为此试验验证了机械能守恒定律。
某同学用下面的实验装置测量小车的质量，他的部分实验步骤如下：
（1）将轨道倾斜适当角度以平衡摩擦力；
（2）将两个光电门G1、G2固定在轨道侧面（不影响小车在轨道上运行），测得两光电门之间的距离为L；
（3）测得遮光条的宽度为d，并将遮光条（质量不计）固定在小车上：
（4）将质量未知的钩码用跨过定滑轮的细绳与小车连接，将小车从适当位置由静止释放，遮光条先后通过两个光电门；
（5）计时器记录下遮光条通过G1、G2时遮光的时间分别为△t1和△t2，若L=0.75m，d=0.5cm、△t1=5.0×l0-3 s、△t2=2.5×10-3 s，则通过计算可得：a1=- m/s2；（计算结果保留2位有效数字）
（6）保持钩码质量不变,在小车上加入质量为m的砝码后进行第二次试验，并测得小车运动的加速度大小为a2；
（7）若钩码质量较小，可认为两次试验中钩码质量均满足远小于小车质量的条件，则小车质量可表示为M= （用a1、a2、m表示）；若所用钩码质量较大，明显不满足远小于小车质量的条件，则小车质量可表示为M= （用a1、a2、m及重力加速度g表示）。
在研究匀变速直线运动的实验中,打出的一条纸带如图所示,其中0、1、2是打出的三个连续的点,6是打出的第7个点,打点频率为50Hz，则纸带的加速度为_____m／s2；打点6时的速度为____m／s．
在“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）某同学用图所示装置进行实验，得到如图所示的纸带，测出点计时A、C间的距离为14.77cm，点C、E间的距离为16.33cm，已知当地重力加速度为9.8m/s2，重锤的质量为m =1.0kg，则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小Fƒ = N．
（2）某同学上交的实验报告显示重锤的动能略大于重锤的势能,则出现这一问题的原因可能是 （填序号）.
A．重锤的质量测量错误
B．该同学自编了实验数据
C．交流电源的频率不等于50Hz
D．重锤下落时受到的阻力过大
为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M表示（乙图中M包括小车与传感器质量，丙图中M包括小车和与小车相连的滑轮质量），钩码总质量用m表示。
（1）三组实验中需要平衡小车与长木板间摩擦力的是_________；（用甲、乙、丙表示）
（2）三组实验中需满足M>>m的是_________；
（3）若采用图甲所示方法研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”，M为小车总质量（其中小车自身质量用M0表示，车上所加砝码质量用m0表示）所画出的实验图象如图所示。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车受到的拉力为F=____，小车的质量为M0=_______。
_______成立，说明小球下摆过程机械能守恒。
粤公网安备 44130202000953号