Question

（1）在“验证机械能守恒实验”中，有如下步骤：在竖直放置的铁架台上端固定一个电磁铁（如图甲），通电时，小球被吸在电磁铁上，断电时，小球自由下落．铁架台上有可以移动的光电门．当小球经过光电门时，光电计时装置能测出小球通过光电门所用时间△t．

①如图乙所示，用游标卡尺可测得小钢球的直径：d=

0.52

cm；实验时将小钢球从图示位置由静止释放，由数字计时器读出小球通过光电门的时间△t=1.2×10^-2s，则小球经过光电门时的瞬时速度为

0.43

m/s（保留2位有效数字）．
②在本次实验中还必须测量的物理量是

小球出发点到光电门的距离L

（请用文字说明并用相应的字母表示）．
③本实验通过比较

gL

和

d2

2△t2

（用以上所测量的物理量符号表示），在实验误差允许的范围内相等，就可以验证小球机械能守恒．
（2）某同学利用如图所示装置探究“加速度和力、质量的关系”的实验中，测得滑块的加速度a和拉力F的数据如表所示：

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/（m?s-2）	0.11	0.19	0.29	0.40	0.51

①根据表中的数据在图所示的坐标中作出a-F图象；
②滑块质量为

1.00

 kg．
③图象（或延长线）与F轴的截距的物理意义是

滑块所受到的摩擦力

．

Answer 1

分析：（1）①游标卡尺的读数先读主尺数据，再看对齐的刻度，不需要估读；小球经过光电门时的瞬时速度v=

d

△t

②该实验中，要验证的是：mgL与

1

2

mv2是否相等，还需要测量小球出发点到光电门的距离L；
③要验证的是：mgL与

1

2

mv2是否相等
（2）在图象上逐个标出测量点，用直线连接；直线的斜率k表示质量的倒数；图象（或延长线）与F轴的截距说明还受到其他的外力．

解答：解：（1）①游标卡尺的读数先读主尺数据，再看对齐的刻度；主尺上的读数是5mm，可动刻度是第二格与上边对齐，读数是0.2mm，总读数：5mm+0.2mm=5.2mm=0.52cm；
小球经过光电门时的瞬时速度v=

d

△t

=

0.52×10-2

1.2×10-2

m/s=0.43m/s；
②实验中，要验证的是：mgL与

1

2

mv2是否相等，需要用刻度尺测出小球出发点到光电门的距离L；
③实验中，要验证的是：mgL与

1

2

mv2是否相等，可以不需要测量出小球的质量，即只要验证了gL与

1

2

v2的关系即可．

1

2

v2=

d2

2△t2

．
（2）①在图象上逐个标出测量点，用平滑的直线连接，并延长与F轴相交；如图：
②直线的斜率k：k=

△a

△F

=

1

m

=

0.40-0.11

0.50-0.20

≈1.00，所以滑块的质量：m=1.00kg．
③图象（或延长线）与F轴的截距是滑块即将开始运动时受到的拉力，此时没有拉动滑块，说明滑块受到摩擦力的作用，故与F轴的截距物理意义应当是滑块受到的摩擦力．
故答案为：（1））①0.52，0.43； ②小球出发点到光电门的距离L；③gL，d ²/2△t ²
（2）①图略；②1.00 kg（误差允许范围内均可）；③滑块所受到的摩擦力

点评：（1）该题考查游标卡尺的读数，验证机械能守恒定律的实验虽然换了实验的器材和方法，但实验的原理没变；（2）描点法的关键是要逐个找点，然后连线．