题文
气垫导轨的原理是利用从导轨表面小孔喷出的压缩空气,在滑块与导轨之间形成很薄的空气膜,使滑块与导轨不直接接触。因此在实验中滑块的运动可以近似看成无摩擦运动。如图是简化的气垫导轨的示意图。
某同学在验证牛顿第二定律实验中,在气垫导轨末端固定一个光电门,滑块上有一遮光板,宽板为△L(△L很小),光电门可记录遮光板经过光电门时的遮光时间△t,实验操作和处理如下:
(1)把导轨的一端用一块木块垫起,使滑块从导轨的顶端由静止滑下,遮光板经过光电门的时间
,滑块经过光电门时的速度
= 。
(2)保持滑块的质量一定,在导轨的一端分别垫二块、三块……相同的木块,滑块每次从同一位置滑下,并测出经过光电门的速度v0当分别垫一块和三块木块时,滑块所受合外力之比为 。
(3)只要验证
与合外力F成 比(填“正”或“反”)的关系,即可验证当质量不变时a与F成正比。
(4)导轨一端垫四块木块时,滑块质量为m,滑块所受合外力为F0要保证F不变,导轨一端垫两块木块时,滑块质量为____ 。
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)
(2分) (2)1:3(3分) (3)正(3分) (4)2m(3分)
解析
分析:(1)遮光板通过光电门的时间非常小,因此可以平均速度代替其通过的瞬时速度,据此可以求出窄片通过光电门时的速度大小.
(2)在导轨的一端分别垫二块、三块…相同的木块,改变了斜面的倾角,根据受力分析和牛顿第二定律求解.
(3)根据运动学公式进行分析.
(4)根据
得垫四块木块和垫两块木块时的质量关系.
解答:(1)遮光板通过光电门的时间非常小,因此可以平均速度代替其通过的瞬时速度,滑块经过光电门时的速度
(2)滑块在斜面上受重力和支持力,合力等于重力沿斜面向下的分力.即
保持滑块的质量一定,在导轨的一端分别垫二块、三块…相同的木块,滑块每次从同一位置滑下,当分别垫一块和三块木块时,由
(其中h为斜面高,s为斜面长)知斜面的倾角的正弦值为1:3,所以滑块所受合外力之比为1:3.
(3)由于滑块做初速度为零的匀加速运动,则加速度
所以只要验证v2与合外力F成正比即可验证当质量不变时a与F成正比.
(4)导轨一端垫四块木块时,滑块质量为m,滑块所受合外力为F,要保证F不变,导轨一端垫两块木块时,一端垫四块木块与一端垫两块木块,斜面的倾角的正弦值为2:1,而
,所以滑块质量为2m.
故答案为:(1)
(2)1:3
(3)正
(4)2m
考点
据考高分专家说,试题“气垫导轨的原理是利用从导轨表面小孔喷出的.....”主要考查你对 [实验:探究弹力与弹簧伸长的关系 ]考点的理解。
实验:探究弹力与弹簧伸长的关系
探究弹力与弹簧伸长的关系:
实验目的:
1、探究弹力与弹簧的伸长量的定量关系。
2、学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法。
实验原理:
1、如图所示,弹簧在下端悬挂钩码时会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与重力大小相等。 
2、用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x,建立坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验所测得的各组(x,F)对应的点,用平滑的曲线连接起来,根据实验所得的图线,就可探知弹力大小与伸长量间的关系。
实验器材:
轻质弹簧(一根),钩码(一盒),刻度尺,铁架台,重垂线,坐标纸,三角板。
实验步骤:
1、如图所示,将铁架台放于桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,在挨近弹簧处将刻度尺(最小分度为mm)固定于铁架台上,并用检查刻度尺是否竖直; 
2、记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0;
3、在弹簧下端挂上一个钩码,待钩码静止后,记下弹簧下端所对应的刻度Ll;
4、用上面方法,记下弹簧下端挂2个、3个、4个 ……钩码时,弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4……,并将所得数据记录在表格中;
5、用xn=Ln-L0计算出弹簧挂1个、2个、3个……钩码时弹簧的伸长量,并根据当地重力加速度值g,计算出所挂钩码的总重力,这个总重力就等于弹簧弹力的大小,将所得数据填入表格。 
数据处理:
1、建立坐标系,标明横轴和纵轴所表示的物理量及单位;
2、标度:标度要适当,让所得到的图线布满整个坐标系;
3、描点:描点时要留下痕迹;
4、连线:让尽可能多的点落在同一直线上,让其余的点落在直线的两侧,误差较大的点舍弃;
5、根据图象做出结论。


