第1讲 力学实验
1．(2019年武汉模拟)用如图所示的装置来验证动量守恒定律．滑块在气垫导轨上运动时阻力不计，其上方挡光条到达光电门D(或E)，计时器开始计时；挡光条到达光电门C(或F)，计时器停止计时．实验主要步骤如下：
a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；
b．给气垫导轨通气并调整使其水平；
c．调节光电门，使其位置合适，测出光电门C、D间的水平距离L；
d．A、B之间紧压一轻弹簧(与A、B不粘连)，并用细线拴住，如图静置于气垫导轨上；
e．烧断细线，A、B各自运动，弹簧恢复原长前A、B均未到达光电门，从计时器上分别读取A、B在两光电门之间运动的时间tA、tB.
(1)实验中还应测量的物理量x是______________________(用文字表达)．
(2)利用上述测量的数据，验证动量守恒定律的表达式是____________________(用题中所给的字母表示)．
(3)利用上述数据还能测出烧断细线前弹簧的弹性势能Ep＝__________________(用题中所给的字母表示)．
【答案】【答案】(1)光电门E、F间的水平距离
(2)mA－mB＝0 (3)mA2＋mB2
2．(2019年安徽蚌埠一模)某同学利用图1所示的装置探究“外力一定时，加速度与质量的关系”．图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源，小车的质量未知．
图1 图2 图3
(1)实验之前要平衡小车所受的阻力，具体的步骤是：吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________________的点．
(2)按住小车，在吊盘中放入适当质量的物块，并在小车中放入质量已知的砝码，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，吊盘和盘中物块的质量和应满足的条件是____________．
(3)打开打点计时器电源，释放小车，得到如图2所示的纸带，图示为五个连续点之间的距离(单位：cm)，则小车的加速度a＝_________m/s2.(结果保留两位小数)
(4)改变小车中的砝码质量多次试验，得到不同的纸带，记录砝码的质量m，并根据纸带求出不同的m对应的加速度a，以m为横坐标，为纵坐标，作出－m关系图线如图3所示，设图中直线的斜率为k，纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则小车的质量为______________．
【答案】(1) 间隔均匀 (2) 远小于小车的质量
(3)3.25 (4)
【解析】(1)平衡摩擦力后，用手轻拨小车，小车应做匀速直线运动，打点计时器打出一系列间隔均匀的点．
(2)设小车质量为M，车上砝码质量为m, 吊盘和盘中物块的质量和为m2，小车所受拉力为F，对小车和砝码受力分析，由牛顿第二定律可得F＝(M＋m)a；对吊盘和盘中物块受力分析，由牛顿第二定律可得m2g－F＝m2a；解得F＝·m2g，化简得F＝·m2g，当m2?M时，改变车上砝码质量m，小车所受拉力近似不变．故为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，吊盘和盘中物块的质量和应满足的条件是远小于小车的质量．
(3)图示为五个连续点T＝0.02s，小车的加速度为：
a＝＝×
10－2 m/s2＝3.25 m/s2.
(4)认为拉力不变，则a＝，变形得＝＋.图中直线的斜率为k，纵轴上的截距为b，则k＝，b＝，解得M＝.
