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    10．像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，每个光电门都由光发射和接受装置组成．当有物体从光电门中间通过时，与之相连的加速器就可以显示物体的挡光时间，如图甲所示，图中MN是水平桌面、PM是一端带有滑轮的长木板，1，2是固定木板相距为l的两个光电门（与之连接的计时器没有画出）．滑块A上固定着用于挡光的窄片K，让滑块A在重物B的牵引下从木板的顶端滑下，计时器分别显示窄片K通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为t1=2.50×10-2s、t2=1.25×10-2s；
    （1）用游标卡尺测量窄片K的宽度（如图乙）d=5.15×10-3m（已知l＞＞d）；
    （2）用米尺测量两光电门的间距为l=20cm，则滑块的加速度a=0.32m/s2（保留两位有效数字）；
    （3）利用该装置还可以完成的实验有：ACE
    A．验证牛顿第二定律
    B．验证A、B组成的系统机械能守恒
    C．测定滑块与木板之间的动摩擦因数
    D．只有木板光滑，才可以验证牛顿第二定律
    E．只有木板光滑，才可以验证A、B组成的系统机械守恒定律

    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）小车做匀变速直线运动，根据速度和位移关系v2-${v}_{0}^{2}$=2ax可以求出小车的加速度大小；
    （3）根据所给实验的实验原理结合该实验装置可正确解答．

    解答 解：（1）游标卡尺的主尺读数为：5mm，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0.05×3mm=0.15mm，所以最终读数为：5mm+0.15mm=5.15mm=5.15×10-3m．
    （2）由于挡光时间极短，因此可以利用其平均速度来代替瞬时速度，故有：
    v1=$\frac{d}{{t}_{1}}$ ①
    v2=$\frac{d}{{t}_{2}}$ ②
    ${v}_{2}^{2}$-${v}_{1}^{2}$=2ax   ③
    联立①②③得：a=$\frac{（\frac{d}{{t}_{2}}）^{2}-（\frac{d}{{t}_{1}}）^{2}}{2l}$≈0.32m/s2　　
    （3）A、D、根据验证牛顿第二定律的实验原理可知，通过该装置可以验证牛顿第二定律，至于木板是否光滑对实验没有影响，故A正确，D错误；
    B、E、要验证系统机械能守恒，木板必须光滑，故B错误，E正确；
    C、根据该实验装置可知，将木板平放，通过纸带求出A、B运动的加速度大小，因此根据 牛顿第二定律有：mBg-mAgμ=（mA+mB）a，由此可知可以求出测定滑块与木板之间的动摩擦因数，故C正确．
    故答案为：（1）5.15×10-3；（2）0.32；（3）ACE．

    点评 解答实验问题的关键是理解实验原理，从而明确所需要的实验设备，然后利用所学运动学规律解答实验问题．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    20．用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．

    （1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
    A．按照图示的装置安装器件
    B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；
    C．用天平测量出重锤的质量；
    D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
    E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；
    F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
    指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因．
    答：B错误，应接电源的交流输出端；D错误，先接通电源再释放夹子；C是不必要的
    （2）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在50Hz的交变电源上，自由下落的重物质量为1kg，一条理想的纸带数据如图2所示，单位是cm，取g=9.8m/s2，O、A之间有几个点没画出．O点是重物开始下落时打出的第一个点．从起点O到打下点B的过程中重力势能减少量△EP=2.34J，此过程中物体动能的增量△EK=2.33J．（结果保留3位有效数字）判断机械能是（填“是”或“否”）守恒，理由是在实验误差范围内，重物的重力势能的减少量等于动能的增加量．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    1．无线网络给人们带来了很多方便．假设可以采用卫星对所有用户在任何地方提供免费WiFi服务．已知地球半径为R，重力加速度为g，提供免费WiFi服务的卫星绕地球做圆周运动，则下列关于该卫星的说法正确的是（　　）
    A．卫星围绕地球运动的轨道越高，角速度越大
    B．卫星围绕地球运动的轨道越高，速度越小
    C．若卫星距离地面的高度等于地球半径，则卫星绕地球运动的周期为T=2π$\sqrt{\frac{2R}{g}}$
    D．卫星的轨道可以在地球上任一经线所在的平面内

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    18．下列说法中正确的是（　　）
    A．阴极射线的比荷比质子的比荷大
    B．放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加1
    C．核力存在于原子核内任意两个核子之间
    D．贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现了放射性元素钋（Pa）和镭（Ra）

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    5．当人造地球卫星已进入预定轨道后，下列说法正确的是（　　）
    A．卫星及卫星内的任何物体均不受重力作用
    B．卫星及卫星内的任何物体仍受重力作用，并可用弹簧秤直接称出物   体所受的重力的大小
    C．如果卫星自然破裂成质量不等的两块，则这两块仍按原来的轨道和周期运行
    D．如果在卫星内有一个物体自由释放，则卫星内观察者将可以看到物体做自由落体运动

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    15．用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系．两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值．如图是探究过程中某次实验时装置的状态．
    （1）在研究向心力的大小F与质量m关系时，要保持A相同．
    A．ω和r  B．ω和m  C．m和r  D．m和F
    （2）图中所示是在研究向心力的大小F与C的关系．
    A．质量m  B．半径r  C．角速度ω
    （3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：9，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为B．
    A．1：3  B．3：1  C．1：9  D．9：1
    （4）实验得到的“向心力大小F与质量m、角速度ω和半径r”之间的关系表达式：F=mω2r．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    2．如图，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形轨道BC相切于B点，半圆轨道半径为R，质量为m的木块从A处由弹簧沿AB方向弹出，当它经过B点时对半圆轨道的压力是其重力的6倍，到达顶点C时刚好对轨道无作用力，并从C点飞出且刚好落回A点．已知重力加速度为g（不计空气阻力），求：
    （1）木块经过B点时的速度大小vB=？
    （2）求A、B间的距离L=？

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    19．如图所示是某地的摩天轮．假设摩天轮的半径为R，每个轿厢质量（包括轿厢内的人）相等且为m，尺寸远小于摩天轮的半径，摩天轮以角速度ω匀速转动．则下列说法正确的是（　　）
    A．转动到竖直面最高点的轿厢处于超重状态
    B．转动到竖直面最低点的轿厢处于超重状态
    C．部分轿厢所受的合外力小于mRω2
    D．所有轿厢所受的合外力都等于mRω2

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    5．如图为一列横波某时刻的图象，a、b、c、d为介质中的几个质点，则（　　）
    A．a、c两质点有相同的振幅
    B．a质点此时的加速度为正方向最大
    C．若波向右传播，b质点此时向y轴正方向振动
    D．b质点此时速度为零，b、d的距离为一个波长

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