用如图1所示实验装置验证机械能守恒定律.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,遮光片两条竖边与导轨垂直;导轨上B点

用如图1所示实验装置验证机械能守恒定律.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,遮光片两条竖边与导轨垂直;导轨上B点

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用如图1所示实验装置验证机械能守恒定律.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,遮光片两条竖边与导轨垂直;导轨上B点处有一光电门,测得遮光片经过光电门时的挡光时间为t,用d表示A点到导轨底端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B两点间的距离.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,用g表示重力加速度.完成下列填空和作图:
 
(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片组成的系统重力势能的减小量表示为△EP=______.动能的增加量表示为△Ek=______.在滑块运动过程中若机械能守恒,则与s的关系式为=______.
(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如下表所示:
答案
举一反三
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s/m0.600.801.001.201.40
t/ms8.227.176.445.855.43
/104s-21.481.952.412.923.39
(1)根据几何关系可得导轨倾角sinθ=
h
d

当滑块运动到B点时下降高度h′=s?sinθ=
sh
d

滑块从A到B过程中系统重力势能减少量为EP=mgh′=
mghs
d

滑块速度为v=
b
t
,所以系统动能增加量EK=
1
2
mv2
=
mb2
2t2

若机械能守恒应有△EP=△EK,将上式代入整理可得
1
t2
=
ghs
b2d

(2)描点、连线如图所示,

在图中直线上取相距较远的两点,读出两点坐标,由k=可得:
k=2.40×104m-1?s-2
根据(1)的分析可知,要验证机械能守恒,需有:
1
t2
=
ghs
b2d
,所以实验中,除了必须测量g、d和h的数值外,还应测量遮光片的宽度b的数值.
并用上述测量量表达k0=
gh
b2d

故答案为:(1)
mghs
d
mb2
2t2
1
t2
=
ghs
b2d
;(2)2.4)×104m-1?s-2(2.30~2.50)×104m-1?s-2都同样给分.遮光片的宽度b,
gh
b2d
如图甲所示是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平.回答下列问题:
(1)为完成此实验,除以上的器材,还需要的器材有______
A.毫米刻度尺
B.秒表
C.0~12V的直流电源
D.0~12V的交流电源
(2)在实验中打点计时器所接交流电频率为50Hz,当地重力加速度g=9.8m/s2,实验选用的重物质量m=1kg,纸带上打点计时器打下的连续计时点A、B、C到打下第一点O的距离如图乙所示,则从打下O点至B点的过程中,重物重力势能的减少量△Ep=______J,动能的增加量△Ek=______J.(计算结果均保留3位有效数字)
(3)通过计算发现,△Ep______△Ek(选填“小于”、“大于”或“等于”),这是因为______.
某同学利用自由落体运动进行验证机械能守恒定律的实验,正确完成实验操作后,得到一条点迹清晰的纸带,如图所示.在实验数据处理中,某同学选取纸带上打出的连续三个点A、B、C,分别测出三个点距起始点O的距离如图所示,已知打点计时器每隔0.02s打一个点,g取9.8m/s2
(1)若重物和夹子的总质量为1kg,那么在由O到B的过程中,动能增加量为______J,重力势能减少量为______J.(结果均保留2位有效数字)
(2)该同学在分析该实验误差时认为阻力的存在使得重物下落的加速度不再是重力加速度,于是他利用纸带求出重物下落的加速度为______m/s2
某同学用如图所示的装置测定重力加速度.
①打出的纸带如图所示,实验时纸带的______端通过夹子和重物相连接.(选填“甲”或“乙”)
②纸带上1至9各点为计时点,由纸带所示数据可算出实验时的重力加速度为______m/s2.(已知交流电频率为50Hz)
③若当地的重力加速度数值为9.8m/s2,请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因______.
如图1所示,是用落体法验证机械能守恒定律的实验,
(1)某同学列举了该实验的几个步骤,其中不正确或没有必要的是______(填序号即可)
A.正确安装好实验仪器
B.将打点计时器接到学生电源的直流输出端上
C.用天平测出下落重物的质量,且精确到0.01kg
D.实验中,需保持提纸带的手不上下移动,且保证纸带竖直
E.为了使打出来的第一个点清晰,应该先释放纸带再接通打点计时器电源开关
F.在纸带上离起始点较远的地方选择几个连续的点,测出它们距起始点的距离
(2)在实验中,得到一条纸带如图2所示,把第一点记作O(此时纸带速度为零),打点记时器打点的周期为T,有关长度在图中已标明.则打点记时器打出N点时,重锤的重力势能减少量为______和动能的增加量为______.(图中量为已知量,重锤质量用m表示)
(1)如图1是通过重物自由下落的实验验证机械能守恒定律.关于本实验下列说法正确的是______
A.从实验装置看,该实验可用4-6伏的直流电源
B.用公式
1
2
mv2=mgh
时,要求所选择的纸带第一、二两点间距应接近2mm
C.本实验中不需要测量重物的质量
D.测纸带上某点的速度时,可先测出该点到起点间的时间间隔,利用公式v=gt计算
(2)在做“研究平抛物体的运动”的实验中,
①在固定弧形斜槽时,应注意______;实验中,每次释放小球应注意______.另外,为了较准确的描出平抛运动的轨迹,下面列出了一些操作要求,你认为正确的是______.
A.将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直面平行
B.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O点,作为小球做平抛运动的起点和坐标系的原点
C.为了能尽量多地记录小球的位置,用的X坐标没必要严格地等距离增加
D.将球的位置记录在白纸上后,取下纸,将点依次用线段连接起来
②某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验时,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,用如图2所示的装置,将一块平木板钉上复写纸和白纸,竖直立于槽口前某处且和斜槽所在的平面垂直,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞在木板上留下痕迹A;将木板向后移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞在木板上留下痕迹B;又将木板再向后移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,再得到痕迹C.若测得木板每次后移距离x=20.00cm,A、B间距离y1=4.70cm,B、C间距离y2=14.50cm.(g取9.80m/s2
根据以上直接测量的物理量推导出小球初速度的计算公式为v0=______(用题中所给字母表示).小球初速度值为______m/s,从水平抛出到B点的时间为______s.