光电门传感器是测定是瞬时速度的仪器,它的原理（如图）是发射端发出一束很细的红外线

（1）小车通过光电门1时的速度v₁=[d
t1，通过光电门2时的速度v₂=
d
t2，
根据v22-v12=2aL
可得小车的加速度a=
V22− V12/2L]=
d2
2l(
1
t22−
1
t12)
（2）物体的加速度a跟物体所受的合外力有关，跟物体的质量有关，要探究小车的加速度a与合外力F的关系，利用控制变量法应该保持小车质量不变．
（3）A、如果轨道倾角太大，则在拉力为0的情况下小车的加速度大于0，即图象在纵轴上的截距大于0，故A错误．
B、在没有或忘记平衡摩擦力的情况下，在拉力与重力沿斜面方向的分力的和小于静摩擦力时物体加速度为0，即在横轴的截距大于0，故B正确．
C、由于物体的加速度a=[mg/m+M]=[1
1+
M/mg，故物体的加速度随m的增大而减小，故当所挂钩码质量太大时造成上部点迹向下弯曲．故C正确，而D错误．
故选BC．
故本题答案为：①a=
V22− V12
2L]=
d2
2l(
1
t22−
1
t12)；
②小车质量；
③BC．

点评：
本题考点： 探究加速度与物体质量、物体受力的关系．

考点点评： 只有掌握好了基本知识和基本方法才能顺利解决实验题目，所以要重视基本知识和基本方法的学习和训练．

滑块通过光电门1的瞬时速度v1＝
L
△t1]，通过光电门2的瞬时速度v2＝
L
△t2．
系统重力势能的减小量为mgs，系统动能的增加量为
1
2(M+m)(
L
△t2)2−
1
2(M+m)(
L
△t1)2．
则验证的机械能守恒的表达式为mgs＝
1
2(M+m)(
L
△t2)2−[1/2(M+m)(
L
△t1)2．
故答案为：（1）v1＝
L
△t1]，v2＝
L
△t2．
（2）mgs＝
1
2(M+m)(
L
△t2)2−
1
2(M+m)(
L
△t1)2．

点评：
本题考点： 验证机械能守恒定律．

考点点评： 解决本题的关键知道极短时间内的平均速度可以表示瞬时速度，以及掌握该实验的原理，系统机械能守恒．

（1）实验中我们认为：mg=Ma，而实际上是：mg=（M+m）a，因此只有当M＞＞m时，小车所受合外力大小等于mg．故答案为：小车所受合外力大小等于（或约等于）mg．（2）通过光电门的测量我们计算出了通过光电门1的速度为...

点评：
本题考点： 探究加速度与物体质量、物体受力的关系．

考点点评： 本实验与教材中的实验有所不同，但是根据所学物理知识，明确了实验原理，即可正确解答．

（1）滑块通过光电门1的瞬时速度为v₁=[d
△t1，滑块经过光电门2的瞬时速度为v₂=
d
△t2，
根据位移速度公式：v₂²-v₁²=2aL
得：a=
d2/2L]（
1
△t22−
1
△t12）
由表达式可以看出还需要测量出两光电门间的距离L，遮光条的宽度d；
（2）已经平衡了摩擦力，对A、B组成的系统，该装置不能验证系统机械能守恒，因为摩擦力做功，没有满足只有重力做功，故机械能不守恒．
故答案为：（1）两光电门间的距离L，遮光条的宽度d；
d2
2L（
1
△t22−
1
△t12）；（2）不能；有摩擦力做功．

点评：
本题考点： 探究加速度与物体质量、物体受力的关系．

考点点评： 解决本题的关键知道验证牛顿第二定律实验中的两个认为：1、认为绳子的拉力等于滑块的合力，（前提需平衡摩擦力），2、认为重物的拉力等于绳子的拉力，（前提是重物的质量远小于滑块的质量）．以及知道系统机械能守恒的条件，知道该实验中系统机械能不守恒，因为有阻力做功．

（1）滑块通过光电门1时的速度v1＝
d
△t1＝
0.0101
0.01＝1.0m/s，通过光电门2的瞬时速度v2＝
d
△t2＝
0.0101
0.004＝2.5m/s．
（2）由此测得的瞬时速度v₁和v₂只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的平均速度，滑块的宽度越小，测量值越接近真实值．
（3）根据速度位移公式得，v22−v12＝2ax，则加速度a=
v22−v12
2x＝
(
d
t2)2−(
d
t1)2
2x．所以还需测量两光电门之间的距离x．
故答案为：（1）1.0　2.5（2）平均速度　滑块
（3）两光电门之间的距离x，
(
d
t2)2−(
d
t1)2
2x．

点评：
本题考点： 测定匀变速直线运动的加速度．

考点点评： 接近本题的关键掌握极限思想在物理上的运用，即极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小，通过的位移越小，平均速度越趋近于瞬时速度．

①用极短时间内的平均速度表示瞬时速度，故：
v₁=[d
△t1＝
0.0553m
5.0×10−2s≈1.11m/s；
v₂=
d
△t1＝
0.0553m
2.0×10−2s≈2.77m/s；
②求解出v₁、v₂后，根据速度位移关系公式v²-v₀²=2ax可以求解加速度；
根据牛顿第二定律，有：mgsinθ-μmgcosθ=ma；
解得：μ=tanθ-
a/gcosθ]；
故还需测量：木板顶端p点到地面的高度h和铅锤到木板端点Q的距离（水平距离）s；
③滑块经过两个光电门的挡光时间相同，说明物体做匀速直线运动，根据平衡条件，有：
mgsinθ-μmgcosθ=0；
解得：μ=tanθ；
故μ=[h/s]；
故答案为：①1.11，2.77；
②木板顶端p点到地面的高度h和铅锤到木板端点Q的距离（水平距离）s；
③[h/s]．

点评：
本题考点： 探究影响摩擦力的大小的因素．

考点点评： 本题关键明确实验原理，根据牛顿第二定律或者平衡条件求解出动摩擦因素的表达式后确定待测量，不难．

（1）由题意知物体通过光电门的时间为△t，则物体通过光电门的速度为v=[d/△t]，
设物体的加速度为a，则有v²=2al，
所以a＝
υ2
2l＝
(
d
△t)2
2l＝
d2
2l•
1
△t2
（2）A、当满足M＞＞m时钩码的重力才可看作小车的合外力，实验时需要测量钩码的质量，故A错误，B正确；
C、小车的质量固定不变，研究加速度与外力F关系时，不需要测量小车质量，故C错误；
D、由（1）知：计算加速度时，通过匀加速运动位移时间公式求解，若小车从同一点静止出发，则加速度与时间的平方成反比，所以不需要测量AB间的距离，故D错误，E正确；
F、根据实验原理可知，实验时要平衡摩擦力，所以轨道不光滑时，要适当垫高不带定滑轮的一端，以平衡摩擦力，故F错误．
故选BE
故答案为：（1）
d2
2l•
1
△t2；（2）BE

点评：
本题考点： 探究加速度与物体质量、物体受力的关系．

考点点评： 本实验与教材中的实验有所不同，但是根据所学物理知识，明确了实验原理，即可正确解答．

（1）实验原理是：求出通过光电门1时的速度v₁，通过光电门1时的速度v₂，测出两光电门间的距离A，在这个过程中，减少的重力势能能：△Ep=mgA，增加的动能为：
1/2]（M+m）
v22-[1/2]（M+m）
v21再比较减少的重力势能与增加的动能之间的关系，所以需要测出光电门间的距离A．
（2）我们验证的是：△E_p与△E_k的关系，即验证：△E_p=△E_k代入得：
mgA=[1/2]（M+m）
v22-[1/2]（M+m）
v21
又：v₁=[d
△t1；v₂=
d
△t2代入得：
mgA=
1/2]（M+m）（[d
△t2）²-
1/2]（M+m）（[d
△t1）²
即：
1/2]（m+M）（[d
△t2）²=mgA+
1/2]（M+m）（[d
△t1）²
（3）将气垫导轨倾斜后，由于滑块的重力势能的增加或减少没有记入，故增加的动能和减少的重力势能不相等：若左侧高，系统动能增加量大于重力势能减少量；若右侧高，系统动能增加量小于重力势能减少量．
故答案为：（1）两光电门中心之间的距离A；（2）mgA+
1/2]（m+M）(
d
△t1)2；（3）＞．

点评：
本题考点： 验证机械能守恒定律．

考点点评： 正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等，会起到事半功倍的效果．

（1）挡光片通过光电门时的瞬时速度大小为：v＝△x△t＝1.5×10−2m0.016s≈0.94m/s（2）通过光电门1的速度为：v1＝l△t＝1.5×10−20.031≈0.48m/s ①根据速度位移关系公式，有：v22−v21...

点评：
本题考点： 探究小车速度随时间变化的规律．

考点点评： 本题关键明确可以用极短时间内的平均速度表示瞬时速度，然后结合运动学公式列式求解．

利用滑块通过光电门时的平均速度代替滑块的瞬时速度故有：
滑块通过光电门1的速度v₁=
d
t1＝
0.5×10−2
2.5×10−2m/s＝0.20m/s
滑块通过光电门2的速度v₂=
d
t2＝
0.5×10−2
1.0×10−2m/s＝0.50m/s
故答案为：0.20，0.50．

点评：
本题考点： 匀变速直线运动的位移与时间的关系．

考点点评： 掌握光电门测速度的原理，用极短时间内的平均速度代替瞬时速度，不难属于基础题．

（1）物块A、B被弹簧弹开后的速度为：VA＝VB＝
d
t＝4m/s
故弹簧储存的弹性势能EP＝
1
2mA
V2A+
1
2mB
V2B＝16J
（2）物块B在传送带上的加速度为a由μmBg＝mBa得a＝2m/s2
故物块B沿传送带向右滑动的最远距离sm＝

V2B
2a＝4m
（3）物块在传送带上运动的总时间为t′＝
2VB
a＝4s
物块B相对传送带滑动的路程为s=vt'=24m
故因摩擦产生的热量Q=μm_Bgs=48J
答：（1）弹簧弹开前储存的弹性势能是16J；（2）物块B沿传送带向右滑动的最远距离是4m；（3）物块B在传送带上滑动的全过程中因摩擦产生的热量是48J．

点评：
本题考点： 功能关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；弹性势能．

考点点评： 本题是复杂的力学综合题，综合了运动学公式、牛顿第二定律、机械能守恒等多个知识，分析运动过程，选择解题规律是关键

(1)将滑行器放在导轨上，观察它能否保持静止，或轻推滑行器，观察滑行器是否匀速滑，如果匀速滑行，说明轨道水平，一定要注意滑行器速度要小；

(2)本实验要求，m越大，误差越大，故选D

(3)由，，可得

(4)根据题意可得，小车和砝码的总质量，故选C。

（1）将滑行器放在导轨上，观察它能否保持静止，或轻推滑行器，观察滑行器是否匀速滑行。 （2）D    （3）    （4）C


<>

（1）游标卡尺的主尺读数为5mm，游标读数为0.05×3=0.15mm，所以d=5.15mm=0.515cm．
（2）因为较短时间内的平均速度可以表示瞬时速度，
所以v₁=[d/t]=
0.515×10−2
5×10−2m/s＝0.10m/s．
v₂=[d/t′＝
0.515×10−2
2×10−2m/s＝0.26m/s．
（3）由运动学公式得v²-v₀²=2a′x
x=L
对滑块由牛顿第二定律得 mgsinθ-umgcosθ=ma′
且tanθ=
h
a]
由上可知要求μ，则需要知道h、a
故需要直接测量的物理量是 P点离桌面的距离h、重锤在桌面上所指的点与Q点间的距离a，（斜面的长度b=
a2+h2 ）
（4）用（3）中各量求解动摩擦因数的表达式μ=[h/a]-
(
v22−
v21)b
2Lga
故答案为：（1）0.515；
（2）0.10；0.26；
（3）P点到桌面高度h；重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a；斜面的长度b；
（4）[h/a]-
(
v22−
v21)b
2Lga．

点评：
本题考点： 探究影响摩擦力的大小的因素．

考点点评： 游标卡尺的读数要注意它的精确度是多少，同时还要注意，游标卡尺的读数是不需要估读的；
测量动摩擦因数时，滑动摩擦力的大小是通过牛顿第二定律计算得到的，加速度是通过铁块的运动情况求出来的．

（1）挡光片安装在小车中点处，光电门安装在c点，当挡光片到达光电门处时，小球前端P刚好抵达b点，故它测量的是小车前端P抵达b点时的瞬时速度．
（2）光电门测速的原理，是用挡光片的宽度除以挡光片通过光电门的时间，即挡光片通过光电门的平均速度近似的表示小车运动的瞬时速度，所以挡光片宽度越小，通过光电门的时间越短，平均速度越接近瞬时速度，从数据可知那么测得瞬时速度较精确的值的是第三次实验，故精确的瞬时速度为1.90m/s．
故答案为：（1）b；（2）1.90．

点评：
本题考点： 探究小车速度随时间变化的规律．

考点点评： 常用仪器的读数要掌握，这是物理实验的基础．处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项．

（1）游标卡尺是10分度的，其精确度为0.1mm，故读数以mm为单位是：15mm+0×0.1mm=15.0mm=1.50cm．
（2）由于滑块通过光电门的时间极短，可以利用其平均速度来代替瞬时速度，因此有：
v₁=[d
t1=
1.5×10−2
1×10−2=1.5m/s；
v₂=
d
t2=
1.5×10−2
3×10−2=0.5m/s．
（3）设加速度的大小为a．由v₂²-v₁²=-2a•L得：a=

v22−
v21/2L]
根据牛顿第二定律得：-μmg=-ma
解得：μ=[a/g]=

v22−
v21
2L
故答案为：
（1）1.50；
（2）1.5，0.5；
（3）

v22−
v21
2L．

点评：
本题考点： 测定匀变速直线运动的加速度．

考点点评： 解决本题要掌握游标卡尺的读数方法：游标卡尺的读数等于主尺读数等于游标读数，不需估读，以及掌握在较短时间内的平均速度可以表示瞬时速度，正确利用匀变速运动规律求解加速度的大小．运用牛顿第二定律求解动摩擦因数．

（1）A、根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门的距离，故A错误；
B、根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故B错误；
C、利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；
D、利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确．
故选D．
（2）利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故：v＝
d/t]，
根据机械能守恒的表达式有：mgh＝
1
2mv2，即：
1
t2＝
2g
d2h．
故答案为：
1
t2＝
2g
d2h．

点评：
本题考点： 验证机械能守恒定律．

考点点评： 无论采用什么样的方法来验证机械能守恒，明确其实验原理都是解决问题的关键，同时在处理数据时，要灵活应用所学运动学的基本规律．

（1）该同学实验中的错误之处：①光电门传感器未放在标尺盘最低端的D点；②摆锤释放器未置于A点．
（2）由于摆锤释放器未置于A点，所以得到的动能与真实值相比将偏小．
故答案为：（1）①光电门传感器未放在标尺盘最低端的D点
②摆锤释放器未置于A点
（2）偏小

点评：
本题考点： 验证机械能守恒定律．

考点点评： 本题比较新颖，要注意结合实验的原理进行分析，从而找出符合该实验的原理．

（1）游标卡尺的主尺读数为10mm，游标读数为0.05×10mm=0.50mm，
所以最终读数为：10mm+0.50mm=10.50mm=1.050cm；
数字计时器记录通过光电门的时间，由位移公式计算出物体通过光电门的平均速度，
用该平均速度代替物体的瞬时速度，故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为：v=[d/△t]．
（2）每次小车都从同一位置A由静止释放，测出小车上遮光条通过光电门时的速度v，在小车质量M远远大于重物的质量m时，小车所受拉力可认为等于mg，
由v²=2as，mg=Ma可得v²=[2gs/M]m，即v²与m成正比，
因此处理数据时应作出v²-m图象．
故答案为：（1）1.050，[d/△t]（2）v²-m．

点评：
本题考点： 探究加速度与物体质量、物体受力的关系．

考点点评： 常用仪器的读数要掌握，这是物理实验的基础．处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项．

（1）主尺读数为1.1cm，游标读数为0.05×14=0.70mm=0.070cm，
所以最终读数为1.1cm+0.070cm=1.170cm．
（2）小球经过光电门2的速度为v，根据运动学公式得从开始释放到经过光电门2的时间t′=[ v/g]，
所以从开始释放到经过光电门1的时间t″=t′-t=[ v/g]-t
所以经过光电门1的速度v′=gt″=v-gt
根据匀变速直线运动的推论得：两光电门间的距离h=[v′+v/2]t=vt−
1
2gt2
（3）h=vt−
1
2gt2
所以[h/t]=v-[1/2]gt
若[h/t]-t图线斜率的绝对值为k，k=[1/2]g
所以重力加速度大小g=2k．
故答案为：（1）1.170；
（2）vt−
1
2gt2；
（3）2k．

点评：
本题考点： 测定匀变速直线运动的加速度．

考点点评： 要掌握游标卡尺的读数方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．
整理图象所要求的表达式，根据斜率的物理意义求解．

（1）由图示游标卡尺可得，主尺示数为5cm，游标尺示数为3×0.05=0.15mm=0.015cm，
宽度d=5cm+0.015cm=5.015cm．
（2）速度v₁=[d
t1≈1m/s，v₂=
d
t2≈2.5m/s．
（3）测出滑块经过两光电门的速度、两光电门间的距离，由匀变速运动的速度位移公式可以求出加速度，
要测动摩擦因数，需要知道斜面的倾角，因此需要测出：P点到桌面高度h；重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a；
斜面的长度b．
（4）滑块做匀加速直线运动，由匀变速运动的速度位移公式可得：V₂²-V₁²=2aL，
设斜面倾角为θ，对滑块，由牛顿第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma，
其中sinθ=
h/b]，cosθ[a/b]，解得：μ=[h/a]-
b(v22−v12)
2Lga；
故答案为：（1）5.015；（2）1； 2.5；（3）P点到桌面高度h；重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a；斜面的长度b；
（4）[h/a]-
b(v22−v12)
2Lga．

点评：
本题考点： 探究影响摩擦力的大小的因素．

考点点评： 游标卡尺的读数要注意它的精确度是多少，同时还要注意，游标卡尺的读数是不需要估读的；应用牛顿第二定律与运动学公式可以求出动摩擦因数．

（1）游标卡尺的主尺读数为：0.9cm，游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为0.05×10mm=0.50mm，所以最终读数为：0.950cm．
（2）利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故：v=[D/t]，
根据机械能守恒的表达式有：mgh=[1/2]mD²（
1

t2B-
1

t2A）
即只要比较D²（
1

t2B-
1

t2A）与2gh是否相等，
故选：D．
（3）根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度，
所以钢球通过光电门的平均速度＜钢球球心通过光电门的瞬时速度，
由此产生的误差不能通过增加实验次数减小．
故答案为：（1）0.950cm
（2）D
（3）＜，不能．

点评：
本题考点： 验证机械能守恒定律．

考点点评： 对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，正确使用这些基本仪器进行有关测量．
无论采用什么样的方法来验证机械能守恒，明确其实验原理都是解决问题的关键，同时在处理数据时，要灵活应用所学运动学的基本规律．

（1）小滑块的长度d=8.15cm-4.00cm=4.15cm
（2）因为挡光的时间极短，可以用比较短时间内的平均速度代替瞬时速度．
所以滑块通过光电门的速度v=[d/t]=0.83m/s
故答案为：（1）4.15
（2）0.83

点评：
本题考点： 探究小车速度随时间变化的规律．

考点点评： 解决本题的关键知道平均速度的公式.v=[△x/△t]，知道当△t比较小时，平均速度可以代替瞬时速度．再者就是要熟练的应用测量长度的工具，并会准确的进行读数．

(1)光电门应分别放在B. C. D点，以便分别测出小球经过这些点的速度。通过计算这三点的速度，得出动能，然后再测量出高度，从而研究势能与动能转化的规律

(2)根据机械能守恒可得，故，在误差范围之内，满足此式子，则可说明锤摆动过程中机械能守恒。

(3)摆锤释放的位置高于A点，则速度偏大，A错误；摆锤释放的位置在AB之间，速度偏小，B正确，在A点有初速度释放，则到D的速度比静止从A点释放的速度大，C错误，光电门摆放到CD之间时，速度偏小，D正确，故选BD

（1）  B、C、D（2）v2=2gH（3）（   B D ）


<>

①A、根据机械能守恒的表达式，可知不需要测量质量，A错误；
B、实验中需要测量从A到B过程中重力势能的减小量，因此需要测量AB之间的距离h，故B正确；
C、测出AB之间的距离h，不需要测量小物体释放时离桌面的高度H，故C错误；
D、根据机械能守恒定律的表达式，可知不需要测量小物体通过A、B两传感器的时间△t，故D错误．
故选B．
②本实验中利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故有：vA＝
d
t1，vB＝
d
t2
根据mgh＝
1
2m
v2B−
1
2m
v2A
可得：(
d
t2)2−(
d
t1)2＝2gh．
故答案为：(
d
t2)2−(
d
t1)2＝2gh．

点评：
本题考点： 验证机械能守恒定律．

考点点评： 对于实验不光要从理论上理解，关键是要动手实验，体会实验步骤以及数据处理的过程，加深对实验的理解．