高中物理链式反应及其发生条件实验题

利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间，用表示点到光电门处的距离，表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过点时的瞬时速度，实验时滑块在处由静止开始运动。
（1）某次实验测得倾角，重力加速度用表示，滑块从处到达处时和组成的系统动能增加量可表示为      ，系统的重力势能减少量可表示为        ，在误差允许的范围内，若则可认为系统的机械能守恒；(用题中字母表示)

（2）在上次实验中，某同学改变、间的距离，作出的图象如图所示，并测得，则重力加速度＝             m/s²。

“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如下图所示的（甲）或（乙）方案来进行。

⑴比较这两种方案，___________（填“甲”或“乙”）方案好些，理由是_____________    _。
⑵如图（丙）是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T=0.1s。物体运动的加速度a=___________m/s²(保留两位有效数字)；该纸带是采用__________（填“甲”或“乙”）实验方案得到的。
⑶图（丁）是采用（甲）方案时得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是：（    ）

A．	B．
C．	D．

在“验证机械能守恒定律”的实验中，图（甲）是打点计时器打出的一条纸带，选取其中连续的计时点标为A、B、C……G、H、I，对BH段进行研究．

（1）已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_______．
（2）用刻度尺测量距离时如图（乙），读出A、C两点间距为_________ cm，B点对应的速度v_B＝_________m/s（保留三位有效数字）；
（3）若H点对应的速度为v_H，重物下落的高度为h_BH，当地重力加速度为g，为完成实验，只要比较gh_BH与_________________大小在误差范围内相等，即可认为机械能守恒（用字母表示）．

（1）在“验证机械能守恒定律”实验中，下列器材中不必要的是          （只需填字母代号）
A ．重物        B．纸带        C．天平       D．刻度尺
（2）某同学在“验证机械能守恒定律”实验中得到了如图所示的一条纸带，图中点为打点计时器打下的第一点，可以看做重物运动的起点，从后面某点起取连续打下的三个点A、B、C．己知相邻两点间的时间间隔为0.02s，假设重物的质量为1.00kg，则从起点到打下点的过程中，重物动能的增加量        J，重力势能的减小量          J．（保留三位有效数字，重力加速度g取9.80m/s²）

“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行．

(1)比较这两种方案，________(选填“甲”或“乙”)方案好些．
(2)如图是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图中所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T＝0.1 s．物体运动的加速度a＝________m/s²；该纸带是采用________(选填“甲”或“乙”)实验方案得到的。

(3)如图是采用甲方案时得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中最佳选项的是 (  )

A．vN＝gnT

B．vN＝

C．vN＝

D．vN＝g(n－1)T

（4）在（3）中若采用C选项的算法，可预判物体减小的重力势能______（选填“略大于”、“略小于”、“等于”）物体增加的动能。
（5）在（3）中若采用A选项的算法，可预判物体减小的重力势能______（选填“略大于”、“略小于”、“等于”）物体增加的动能。

利用右图所示的的装置，研究重物自由下落过程中重力势能的减少量与_________________（填“动能的增加量”或“速度的增加量”）的关系，可以验证机械能守恒定律.在处理实验数据时，需要确定打点时重物的动能．一次实验中，质量为m的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点迹，如图所示. 已知相邻两点之间的时间间隔为T．测得A、B两点间的距离为h₁，B、C两点间的距离为h₂．由此可以确定，在打点计时器打下B点时，重物的动能为_______________．

“验证机械能守恒定律”的实验如图采用重物自由下落的方法：


（1）下列操作步骤中，正确的有
A．图中两限位孔必须在同一直线上
B．实验前，手提住纸带上端，纸带不必竖直
C．实验时，先放手松开纸带再接通打点计时器电源
D．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
（2）实验中，发现重锤减少的势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的主要原因是          
A．选用的重锤质量过大
B．数据处理时出现计算错误
C．空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
D．实验时操作不够细，实验数据测量不准确
（3）实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.80m/s²，所用重物的质量为1.00kg，实验中得到一点迹清晰的纸带，把第一点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D到0点的距离分别为62.99cm，70.18cm，77.76cm，85.73cm，根据以上的数据，可知重物由0运动到C点，重力势能的减小量等于          J，动能的增加量等于          J。（本题中计算结果均保留三位有效数字）
（4）通过实验得出的结论是：                                       ．

某同学利用电磁打点计时器打出的纸带来验证机械能守恒定律．该同学在实验中得到一条纸带，如图所示，在纸带上取6个计数点，两个相邻计数点间的时间间隔为T=0．02s．其中1、2、3点相邻，4、5、6点相邻，在3点和4点之间还有若干个点．s₁是l、3两点的距离，s₃是4、6两点的距离，s₂是2、5两点的距离．


（1）实验过程中，下列操作正确的有           

A．电磁打点计时器应接在220V交流电源上

B．实验时应先松开纸带，然后迅速打开打点计时器

C．实验时应先打开打点计时器，然后松开纸带

D．纸带应理顺，穿过限位孔并保持竖直

（2）测s_l、s₂、s₃后，点2速度的表达式v₂=           
（3）该同学测得的数据是s₁=4．00cm，s₂=16．00cm，s₃=8．00cm，重物（质量为m）从点2运动到点5过程中，动能增加量为       m，势能减少量为      m ．（结果保留两位有效数字，重力加速度g=10m/s²）

利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾
斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨
过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离， b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动。

⑴用游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图所示，由此读出b=mm；
⑵滑块通过B点的瞬时速度可表示为；
⑶某次实验测得倾角，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔE_k=，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp=，在误差允许的范围内，若ΔE_k = ΔE_p则可认为系统的机械能守恒；
⑷在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的图象如图所示，并测得M=m，则重力加速度g＝m/s²。

用图甲所示装置验证机械能守恒定律
①电火花计时器的工作电压为          
②下列做法正确的有　           　
A．图甲中两限位孔必须在同一直线上
B．实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直
C．实验时，先放手松开纸带再接通打点计时器电源
D．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
③实验打出的纸带如乙图所示，则实验时纸带的_______端（选填“左”或“右”）应和重物相连接。重物质量为m，若选取A、C两点为初末位置研究机械能守恒，则减少的重力势能是　  　（当地重力加速度为g）。

“验证机械能守恒定律”的实验中．图(甲)是打点计时器打出的一条纸带，选取其中连续的计时点标为A、B、C……G、H、I，对BH段进行研究．
①已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_______．
②用刻度尺测量距离时如图(乙)，读出A、C两点间距为_________ cm，B点对应的速度v_B＝_________m/s（保留三位有效数字）；
③若H点对应的速度为v_H，重物下落的高度为h_BH，当地重力加速度为g，为完成实验，要比较与_________________大小（用字母表示）．

某同学用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验操作过程中

①用游标卡尺测量小球的直径，由图乙可知小球的直径为   mm；
②用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为l22．20cm；
③断开电磁铁电源，让小球自由下落；
④在小球经过光电门时，计时装置记下小球经过光电门所用的时间为2．5010^-3s，由此可算得小球经过光电门时的速度为   m/s；
⑤以光电门所在处的水平面为参考面，小球的质量为m（kg），取重力加速度g=10m/s²，计算得出小球在最高点时的机械能为   J，小球在光电门时的机械能为  J。由此可知，在误差允许的范围内，小球下落过程中机械能是守恒的。

用图甲所示装置验证机械能守恒定律

①电火花计时器的工作电压为          
②下列做法正确的有　           　
A．图甲中两限位孔必须在同一直线上
B．实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直
C．实验时，先放手松开纸带再接通打点计时器电源
D．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
③实验打出的纸带如乙图所示，则实验时纸带的_______端（选填“左”或“右”）应和重物相连接。重物质量为m，若选取A、C两点为初末位置研究机械能守恒，则减少的重力势能是　  　（当地重力加速度为g）。

为探究物体在下落过程中机械能是否守恒，某同学采用实验装置如图甲所示．
（1）其设计方案如下：让质量为m的立方体小铁块从开始端自由下落，开始端至光电门的高度差为h，则此过程中小铁块重力势能的减少量为         ；测出小铁块通过光电门时的速度v，则此过程中小铁块动能增加量为      ；比较这两个量之间的关系就可得出此过程中机械能是否守恒．（已知当地重力加速度大小为g）
（2）具体操作步骤如下：
A．用天平测定小铁块的质量m；
B．用游标卡尺测出立方体小铁块的边长d；
C．用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离h（h＞＞d）；
D．电磁铁先通电（电源未画出），让小铁块吸在开始端；
E．断开电源，让小铁块自由下落；
F．计时装置记录小铁块经过光电门所用时间为t，计算出相应速度v；
G．改变光电门的位置，重复C、D、E、F等步骤，得到七组（h_i，v_i²）数据；
H．将七组数据在v²-h坐标系中找到对应的坐标点，拟合得到如图乙所示直线．
上述操作中有一步骤可以省略，你认为是
（填步骤前的字母）；计算小铁块经过光电门的速度表达式v=          
（3）若v²-h图线满足条件                                                         ，则可判断小铁块在下落过程中机械能守恒．

某同学利用打点计时器(频率50Hz)记录下质量为m=lkg物体从一定高度下落的运动情况，通过打出的纸带他想判断在此过程中机械能是否守恒？(当地的重力加速度g=9.8m/)

(1)请计算A点速度____m/s，A到B过程中重力势能的变化量　　　　　J
(2)请根据你的计算分析在误差允许的范围内此过程机械能是否守恒　　　　　（填“机械能守恒”或“机械能不守恒”）