门的瞬时速度，则滑块经过光电门时的瞬时速度为：v＝；实验要验证机械能守恒定律，只1M＋md2
需验证：mgL＝(M＋m)v＝。 2
22t(3)本实验通过测定钩码下降一定高度时，滑块与钩码的共同速度的大小，来判定钩码重力势能的减少量与系统动能的增加量的关系，故不需要保证所挂钩码的质量m远小于滑块质量M，故A、C、D不符合题意，B符合。
7．(2019·广西钦州三模)如图甲，某实验小组采用常规方案验证动量守恒定律。实验完成后，该小组又把水平木板改为竖直木板再次实验，如图乙所示。图中小球半径均相同，质量以及当地重力加速度均已知，且mA>mB，B、B′两点在同一水平线上。
2
dt
(1)若采用图甲所示的装置，实验中还必须测量的物理量是________。 (2)若采用图乙所示的装置，下列说法正确的是________。 A．必需测量B′O、BN、BP和BM的距离 B．必需测量B′N、B′P和B′M的距离 C．若
mAmAmB＝＋，则表明此碰撞动量守恒 B′PB′MB′NmAmAmB＝＋，则表明此碰撞动量守恒 B′NB′MB′PD．若
答案 (1)OM、OP、ON的长度 (2)BC
解析 (1)如果采用图甲所示装置，由于小球做平抛运动的时间相等，故可以用水平位移代替水平速度进行验证，故需要测量OM、OP和ON的长度。
(2)采用图乙所示装置时，水平距离相等，根据下落的高度可确定飞行时间，从而由下落的高度可以表示出对应的水平速度，故需测量B′N、B′P和B′M的距离。小球碰后做平抛运动，速度越大，打到竖直木板上所需的时间越短，下落的高度越小。单独一个球下落时，落点为P，相碰后，A、B两球的落点分别为M和N，根据动量守恒定律有：mAv＝mAv1＋mBv2，
l12
而速度v＝，其中l为竖直木板到O点的水平距离，根据h＝gt可得，t＝
t2v＝
2h，则可解得：
gBB′BB′BB′mAmA，v1＝，v2＝，代入动量守恒表达式，得：＝＋2B′P2B′M2B′NB′PB′Mggg - 21 -
mB，故B、C正确。 B′N『热门预测题组』
1．(2019·江苏常州天宁区高三上学期期末)如图所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置。他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，遮光条的宽度为d，滑块与遮光条的总质量为M，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，钩码的质量为m，每次滑块都从A处由静止释放。
(1)实验时，接通气源，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，已知A位置到光电门的距离为L，用d、t、L表示滑块运动的加速度a＝________。
(2)下列不必要的一项实验要求是________。
A．应使滑块与遮光条的总质量远大于钩码和力传感器的总质量 B．应使A位置与光电门间的距离适当大些 C．应将气垫导轨调节水平 D．应使细线与气垫导轨平行
(3)改变钩码的质量，记录对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出112??________?填“t-F”“-F”或“2-F”?图象，则图线的斜率为________(用d、L、M表示)。
?
tt?
(4)有一位同学想测得在断开气源的情况下，滑块与导轨之间的动摩擦因数，他调整气垫导轨水平，断开气源时，测得滑块在轨道上运动的加速度为a1，此时钩码的质量为m0，不改变钩码的质量，接通气源，测得滑块在轨道上运动的加速度为a2，用a1、a2、m0、M表示滑块与导轨间的动摩擦因数μ＝________。
d2答案 (1)2 (2)A
2Lt12Lm0＋M(3)2-F 2 (4)a2－a1MgtdM
2
dd2
解析 (1)由题意可知，滑块做匀加速直线运动，因此有：v＝2aL，v＝，解得：a＝2。
t2Lt(2)细线的拉力是直接通过传感器测量的，与小车质量和钩码质量大小无关，故A是不必要的；应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故B是必要的；应将气垫导轨调节水平，细线的拉力才等于滑块所受合力，故C是必要的；要保持细绳与木板平面平
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行，拉力才等于合力，故D是必要的；本题选不必要的，故选A。
Fd212L1
(3)根据牛顿第二定律得：a＝，结合a＝2，解得：2＝2F，所以处理数据时应作2
M2LttMdt12L-F图象，图线的横轴为F，纵轴为2，斜率为2。
tMd(4)由牛顿第二定律可得： 断开气源：m0g－μMg＝(m0＋M)a1 打开气源：m0g＝(M＋m0)a2 两式联立解得：μ＝
m0＋MMga2－a1
。
2．(2019·四川南充三诊)如图1所示为验证动量守恒的实验装置，气垫导轨置于水平桌面上，G1和G2为两个光电门，A、B均为弹性滑块，质量分别为mA、mB，且选择mA大于mB，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，实验过程如下：
①调节气垫导轨成水平状态；
②轻推滑块A，测得A通过光电门G1的遮光时间为t1；
③A与B相碰后，B和A先后经过光电门G2的遮光时间分别为t2和t3。 回答下列问题：
(1)用螺旋测微器测得遮光片宽度如图2所示，读数为________ mm； (2)实验中选择mA大于mB的目的是________________；
(3)利用所测物理量的符号表示动量守恒成立的式子为________________。 答案 (1)1.195(1.195～1.197均正确) (2)碰撞中滑块A不反弹 (3)mA＝mA＋mB 解析 (1)螺旋测微器的精确度为0.01 mm，转动刻度的格数估读一位，则遮光片宽度为
dt1dt3dt2
d＝1 mm＋19.5×0.01 mm＝1.195 mm(1.195 mm～1.197 mm均正确)。
(2)A和B发生弹性碰撞，若用质量大的A碰质量小的B，则碰撞后A不会发生反弹。 (3)滑块经过光电门时遮光片挡住光的时间极短，则遮光条经过光电门过程的平均速度可
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近似代替滑块的瞬时速度，则碰前A的速度vA＝，碰后A的速度vA′＝，碰后B的速度vB′＝；因此，碰撞的系统动量守恒的表达式为：mAvA＝mAvA′＋mBvB′，联立可得表达式：mA＝dt1dt3
dt2dt1
ddmA＋mB。 t3t2
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2020届高考物理二轮复习刷题首秧专题十四力学实验精练含解析
