4.(2015·河南六市二聯)某課外活動小組利用豎直上拋運動驗證機械能守恒定律.

　　(1)某同學用20分度的游標卡尺測量一小球的直徑，示數如圖甲所示，則小球的直徑d=________cm.

　　(2)如圖乙所示，彈射裝置將小球豎直向上拋出，先后通過光電門A、B，計時裝置測出小球通過A、B的時間分別為ΔtA、ΔtB.用刻度尺測出光電門A、B間的距離h，用游標卡尺測得小球直徑為d，當地的重力加速度為g，在誤差范圍內，若公式________________成立，就可以驗證機械能守恒(用題中給出的物理量符號表示).

　　解析：(1)游標卡尺示數為10 mm+0.05×4 mm=10.20 mm=1.020 cm.

　　(2)小球在A點動能EkA=m()2，

　　B點動能EkB=m()2，

　　動能增加量：ΔEk=EkA-EkB=m[()2-()2]，

　　小球由A到B重力勢能減少量ΔEp=mgh，

　　在誤差允許范圍內，若滿足ΔEk=ΔEp，

　　即()2-()2=2gh，就可以驗證機械能守恒.

　　答案：(1)1.020　(2)()2-()2=2gh

　　5.(2015·高考山東卷)某同學通過下述實驗驗證力的平行四邊形定則.

　　實驗步驟：

　　將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向.

　　如圖甲所示，將環形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧秤示數為某一設定值時，將橡皮筋兩端的位置標記為O1、O2，記錄彈簧秤的示數F，測量并記錄O1、O2間的距離(即橡皮筋的長度l).每次將彈簧秤示數改變0.50 N，測出所對應的l，部分數據如下表所示：

　　F/(N) 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 l/(cm) l0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05 找出中F=2.50 N時橡皮筋兩端的位置，重新標記為O、O′，橡皮筋的拉力記為FOO′.

　　在秤鉤上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖乙所示.用兩圓珠筆尖成適當角度同時拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達到O點，將兩筆尖的位置標記為A、B，橡皮筋OA段的拉力記為FOA，OB段的拉力記為FOB.

　　完成下列作圖和填空：

　　(1)利用表中數據在給出的坐標紙上畫出F-l圖線，根據圖線求得l0=________cm.

　　(2)測得OA=6.00 cm，OB=7.60 cm，則FOA的大小為________N.

　　(3)根據給出的標度，在圖中作出FOA和FOB的合力F′的圖示.

　　(4)通過比較F′與________的大小和方向，即可得出實驗結論.

　　解析：(1)在坐標系中描點，用平滑的曲線(直線)將各點連接起來，不在直線上的點均勻分布在直線的兩側.如圖甲所示，由圖線可知與橫軸的交點l0=10.0 cm.

　　(2)橡皮筋的長度l=OA+OB=13.60 cm，由圖甲可得F=1.80 N，所以FOA=FOB=F=1.80 N.

　　(3)利用給出的標度作出FOA和FOB的圖示，然后以FOA和FOB為鄰邊作平行四邊形，對角線即為合力F′，如圖乙.

　　(4)FOO′的作用效果和FOA、FOB兩個力的作用效果相同，F′是FOA、FOB兩個力的合力，所以只要比較F′和FOO′的大小和方向，即可得出實驗結論.

　　答案：(1)如圖甲所示　10.0(9.8、9.9、10.1均正確)

　　(2)1.80(1.70～1.90均正確)

　　(3)如圖乙所示

　　(4)FOO′

　　6. (2016·江西南昌一模)某實驗小組用圖1實驗裝置探究合力做功與動能變化的關系.鐵架臺豎直固定放置在水平桌面上，將長木板一端放置在水平桌面邊緣P處，另一位置放置在鐵架臺豎直鐵桿上，使長木板傾斜放置，長木板P處放置一光電門，用光電計時器記錄滑塊通過光電門時擋光時間.

　　實驗步驟是：

　　用游標卡尺測出滑塊的擋光寬度L，用天平測量滑塊的質量m.

　　平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P處為軸，調節長木板在鐵架臺上的放置位置，使滑塊恰好沿木板向下做勻速運動.在鐵架臺豎直桿上記下此位置Q1，用刻度尺測出Q1到水平面的高度H.

　　保持P位置不變，長木板一端放置在鐵架臺豎直桿Q2上.用刻度尺量出Q1Q2的距離h1，將滑塊從Q2位置由靜止釋放，由光電門計時器讀出滑塊的擋光時間t1.

　　保持P位置不變，重新調節長木板一端在鐵架臺上的放置位置，重復步驟數次.

　　.滑塊沿長木板由Q2運動到P的過程中，用測量的物理量回答下列問題(已知重力加速度為g)：

　　(1)滑塊通過光電門的速度v=________;

　　(2)滑塊動能的變化量ΔEk=________;

　　(3)滑塊克服摩擦力做的功Wf=________;

　　(4)合力對滑塊做的功W合=________.

　　.某學生以鐵架臺豎直桿上的放置位置到Q1的距離h為橫坐標，以滑塊通過光電門的擋光時間的平方倒數為縱坐標，根據測量數據在坐標中描點畫出如圖2所示直線，直線延長線沒有過坐標原點，其原因主要是________________.

　　解析：本題考查探究合力做功與動能變化的關系實驗.

　　.(1)滑塊通過光電門的速度v近似等于通過光電門時的平均速度，則v=;

　　(2)滑塊動能的變化量ΔEk=mv2=m;

　　(3)由題意，μmgcos θ=mgsin θ，設斜面長為x，則滑塊克服摩擦力做功Wf=μmgcos θ·x，聯立xsin θ=H知，Wf=mgH;

　　(4)合力對滑塊做的功W=mg(H+h1)-Wf=mgh1.

　　.由題圖知，h=0時，擋光時間不為零，說明平衡摩擦力時長木板的傾角過大.

　　答案：.(1)　(2)m　(3)mgH　(4)mgh1

　　.平衡摩擦力時傾角過大

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