[题目]在现党实验的过程中.某同学为验证弹簧和小球组成的系统机械能守恒.设计了如下方案和实验步骤:①如图所示.将一跟轻质弹簧的下端竖直固定在水平桌面上.弹簧上端连接一质量为m 的小铁球.铁球上固定有轻小的遮光条,一根带有插销孔的光滑透明塑料圆管.竖直地套在小球和弹簧外.也固定于水平面上:塑料圆管侧面有平行于管轴的光滑开槽.遮光条套在槽中.露� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】在现党《验证机械能守能定律》实验的过程中，某同学为验证弹簧和小球组成的系统机械能守恒，

设计了如下方案和实验步骤：

①如图所示，将一跟轻质弹簧的下端竖直固定在水平桌面上，弹簧上端连接一质量为m 的小铁球，铁球上固定有轻小的遮光条；一根带有插销孔的光滑透明塑料圆管，竖直地套在小球和弹簧外，也固定于水平面上：塑料圆管侧面有平行于管轴的光滑开槽，遮光条套在槽中，露出槽外，可沿槽光滑运动，小球直径略小于管径：

②塑料圆管上装上两个关于弹簧原长位置对称的光电门，调节光电门使遮光条通过光电门时能很好地遮挡光线；

③将小球拉到C处，用插销锁住，弹赞处于在弹性限度内的伸长状态；

④接通光电门电源，拔出插销；记录下小球通过A、B光电门时速光条的遮光时间分别为、；

⑤断开电源，整理仪器。

(1)为完成实验，除了以步骤还需要测量或进行的步骤有：______________________________________。

（2）该同学还用游标卡尺测量了小球直径d，如图甲所示，读数为__________；用螺旋测微器测量了遮光条宽度1，如图乙所示，读数为___________。

(3)已知重力加速度为g，若小球和弹簧系统(含地球) 的机械能守恒，则可表达为________________(用以上测量量和已知量的符号表示）。

【答案】两光电门之间的距离、遮光条的宽度 10.30mm 4.586mm

【解析】（1）要验证机械能是否守恒，需验证，所以需测出两光电门之间的距离；要计算小球的速度，根据v=l/t，需测出遮光条的宽度l。

（2）游标卡尺的主尺刻度为10mm，游标尺刻度为6×0.05mm=0.30mm，小球的直径读数为10mm+0.30mm=10.30mm；螺旋测微器固定尺刻度为4.5mm,螺旋尺刻度为8.6×0.01=0.086mm，遮光条宽度1的读数为4.5mm+0.086mm=4.586mm。

（3）由于两光电门处弹性势能相等，故，整理得：。

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(1)根据图乙所给数据计算可得，物块运动的加速度为a=______________m/s2，打D点时物块的速度为v=______________m/s；(计算结果均保留2位有效数字)

(2)实验中测得，物块的质量为M，加速度为a，钩码的质量为m，重力加速度为g，不考虑空气阻力和纸带与打点计时器间的摩擦，则物块与桌面间的动摩擦因数表达式为μ=______________。(用题中字母表示)

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