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    5．如图所示，是用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．图甲中a、b分别是光电门的激光发射和接收装置．图（乙）中在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平气垫导轨上，并通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连．测得滑块（含遮光板）质量为M、钩码质量为m、遮光板宽度为d、当地的重力加速度为g．将滑块在图示位置释放后，光电计时器记录下遮光板先后通过两个光电门的时间分别为△t1、△t2．

    （1）用游标卡尺测量遮光板宽度，测量结果如图（丙）所示，则读数为1.015cm．
    （2）若实验中测得两光电门中心之间的距离为L，本实验中验证机械能守恒的表达式为：$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frac{d}{△{t}_{2}}$）2=mgL+$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{△{t}_{1}}$）2（用题目中给定的字母表示）．
    （3）若测得的系统动能增加量大于重力势能减少量，请分析可能的原因气垫导轨的左侧偏高．

    分析 （1）解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．
    （2）实验原理是：求出通过光电门1时的速度v1，通过光电门1时的速度v2，测出两光电门间的距离A，在这个过程中，减少的重力势能能：△Ep=mgL，增加的动能为：△Ek=$\frac{1}{2}$（M+m）v22-$\frac{1}{2}$（M+m）v12；再比较减少的重力势能与增加的动能之间的关系．
    （3）将气垫导轨倾斜后，由于滑块的重力势能的增加或减少没有记入，故增加的动能和减少的重力势能不相等，两种情况分别讨论．

    解答 解：（1）游标卡尺的主尺读数为10mm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为3×0.05mm=0.15mm，所以最终读数为：10mm+0.15mm=10.15mm=1.015cm．
    （2）实验原理是：求出通过光电门1时的速度v1，通过光电门1时的速度v2，测出两光电门间的距离A，在这个过程中，减少的重力势能能：△Ep=mgL，增加的动能为：$\frac{1}{2}$（M+m）v22-$\frac{1}{2}$（M+m）v12
    我们验证的是：△Ep与△Ek的关系，即验证：△Ep=△Ek代入得：
    mgL=$\frac{1}{2}$（M+m）v22-$\frac{1}{2}$（M+m）v12
    又：v1=$\frac{d}{△{t}_{1}}$；v2=$\frac{d}{△{t}_{2}}$ 代入得：
    mgL=$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{△{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{△{t}_{1}}$）2
    即：$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{△{t}_{2}}$）2=mgL+$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{△{t}_{1}}$）2；
    （3）将气垫导轨倾斜后，由于滑块的重力势能的增加或减少没有记入，故增加的动能和减少的重力势能不相等：若左侧高，系统动能增加量大于重力势能减少量；若右侧高，系统动能增加量小于重力势能减少量；故气垫导轨的左侧偏高．
    故答案为：
    （1）1.015；（2）mgL+$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{△{t}_{1}}$）2；（3）气垫导轨的左侧偏高．

    点评 正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等，会起到事半功倍的效果．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    4．匝数为10的矩形线框处在磁感应强度B=$\sqrt{2}$T的匀强磁场中，绕垂直磁场鞫轴以恒定角速度ω=10rad/s在匀强磁场中转动一线框电姐不计，面积为0.4m2，线框通过滑环与一理想自耦变压器楣连，自耦变压器左侧并联一只理想电压表Vl；右侧串联灯泡￡和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表V2，下列说法中正确的是（　　）
    A．V1示数为4V，若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数变大，V2示数变小
    B．V1示数为40V，若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数不变，灯泡消耗的功率变小
    C．若P不动，滑片F向下移动时，V1、V2的示数均变小
    D．若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    5．某卡车司机在限速80km/h的公路上因疲劳驾驶而使汽车与路旁障碍物相撞．处理事故的警察在路旁的泥地里发现了卡车顶上的一个金属零件，可以判断，这是事故发生时该零件从卡车顶上松脱后被抛出而陷在泥地里．警察测得该零件原位置与陷落点的水平距离为13.3m，车顶距离泥地的竖直高度为2.45m．请你根据这些数据为判断该车是否超速提供证据．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    13．在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用图1所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出．

    （1）当M与m的大小关系满足m＜＜M时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
    （2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地确定出加速度a与质量M的关系，应该作a与$\frac{1}{M}$的图象．
    （3）如图（a）为甲同学根据测量数据作出的a-F图线，说明实验存在的问题是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
    （4）乙、丙同学用同一装置做实验．画出了各自得到的a-F图线如图（b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？小车及车中砝码的总质量不同；经分析可比较该物理量乙、丙谁更大丙．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    20．用手水平托住几本书，下列哪种情况下手对书本的作用力最大（　　）
    A．书本匀速向上运动B．书本匀速向下运动
    C．书本匀加速水平运动D．书本匀减速向上运动

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    10．如图甲所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨，NQ⊥MN，导轨的电阻均不计．导轨平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=4Ω的电阻．有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为B0=1T．将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好．现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行．（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：

    （1）金属棒与导轨间的动摩擦因数μ
    （2）金属棒ab的电阻r以及cd离NQ的距离s
    （3）金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量
    （4）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，为使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

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    实验次数12345
    h/cm20.030.040.050.060.0
    s/cm39.859.278.597.4116.2
    （s-h）/cm19.829.238.547.456.2

    （1）请在图2的坐标系中描出上述数据对应的点，并绘出相应的图线；
    （2）若B从离地高度为44cm处由静止释放，则此次A在水平桌面上移动的距离为86cm；
    （3）设该图线的斜率为k，则木块与桌面间的动摩擦因数的表达式为$\frac{{m}_{2}}{k{m}_{2}+k{m}_{1}+{m}_{1}}$．
    （4）若实验中，每次测量h时，测量的都是B物体上端到地面的距离，这样按照上述方法计算出的动摩擦因数与真实值相比是相同（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）

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