利用气垫导轨(摩擦可以忽略)验证系统机械能守恒定律,实验装置如图所示:(1)实验步骤:①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于lm,将导轨调至水平;②测量出挡

利用气垫导轨(摩擦可以忽略)验证系统机械能守恒定律,实验装置如图所示:(1)实验步骤:①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于lm,将导轨调至水平;②测量出挡

题型:不详难度:来源:
利用气垫导轨(摩擦可以忽略)验证系统机械能守恒定律,实验装置如图所示:
(1)实验步骤:
①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于lm,将导轨调至水平;
②测量出挡光条的宽度l;
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s;
④将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2;
⑤从计算机上(图1中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间△t1和△t2
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m.
(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式:
①当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1=______和Ek2=______.
②在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少△Ep=______(重力加速度为g).
(3)如果△Ep______ (用EK1和EK2表示),则可认为验证了系统机械能守恒定律.魔方格
答案
(2)①由于光电门的宽度d很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度.
滑块通过光电门1速度v1=
l
△t1

滑块通过光电门2速度v2=
l
△t2

系统的总动能分别为Ek1=
1
2
(M+m)(
l
△t1
2和Ek2=
1
2
(M+m)(
l
△t1
2
②在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少△Ep=mgs
(3)如果满足关系式△Ep=Ek2-Ek1,即系统重力势能减小量等于动能增加量,则可认为验证了机械能守恒定律.
故答案为:(2)①
1
2
(M+m)(
l
△t1
2
1
2
(M+m)(
l
△t1
2
②mgs
(3)=Ek2-Ek1
举一反三
在“验证机械能守恒定律“的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50赫.查得当地的重力加速度g=9.80米/秒2.测得所用的重物的质量为1.00千克.实验中得到一条点迹清晰的纸带,把第一个点记作0,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各点到0点的距离分别为62.99厘米、70.18厘米、77.76厘米、85.73厘米.根据以上数据,可知重物由0点运动到C点,重力势能的减少量等于______焦,动能的增加量等于______焦(取3位有效数字).
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某研究性学习小组在做“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz.查得当地的重力加速度g=9.80m/s2.测得所用重物的质量为1.00kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带,把第一个点记作O,每两个计数点之间有四点未画出,另选连续的3个计数点A、B、C作为测量的点,如图所示.经测量知道A、B、C各点到O点的距离分别为50.50cm、86.00cm、130.50cm.

魔方格

根据以上数据,计算出打B点时重物的瞬时速度vB=______m/s;重物由O点运动到B点,重力势能减少了______J(保留3位有效数字),动能增加了______J(保留3位有效数字).根据所测量的数据,还可以求出物体实际下落的加速度为______m/s2,则物体在下落的过程中所受到的阻力为______N.
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(1)在“探究力的平行四边形定则”实验中,下列实验要求正确的是______
A.弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行
B.两弹簧测力计的拉力方向必须相互垂直
C.读数时,视线应正对弹簧测力计的刻度
D.使用弹簧测力计时,不能超过其量程
(2)如图为某研究性学习小组设计的“验证机械能守恒定律”的实验装置.小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住,轻绳另一端固定.将轻绳拉至水平后由静止释放,在最低点附近放置一组光电门,如图.测出小圆柱运动到最低点时通过光电门的时间 t,再用游标卡尺测出小圆柱的直径d,重力加速度为g.

①某同学测出了悬点到圆柱重心的距离为l,若等式gl=______成立,则可验证小圆柱下摆过程机械能守恒;
②若小圆柱下摆过程中在误差允许范围内机械能守恒,用天平测出小圆柱的质量为m,则小圆柱下摆到最低点时绳子上拉力的理论值为______;
③若在悬点O处安装一个拉力传感器,且在最低点时拉力传感器测出绳子上拉力比理论值偏大些,请分析可能的原因.(写出1条即可)______.魔方格
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某同学在“验证机械能守恒定律”的实验中,用质量为0.50kg 的重物拖着纸带由静止开始下落,在下落过程中,打点计时器打出了一条纸带.在纸带上选取三个相邻的计数点A、B、C,相邻计数点间的时间间隔T=0.08s,O恰好为重物开始下落时记录的点,各计数点到O点的距离如图所示.当地的重力加速度g取9.80m/s2.计时器在从记录点O到记录点B的过程中,重物的重力势能减少量值为______,计时器记录点B时,重物的速率是______.(结果均保留三位有效数字)

魔方格
题型:东城区难度:| 查看答案
某实验小组用图甲装置测自由落体的加速度.其操作步骤如下:
魔方格

A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.闭合开关接通电源,同时释放悬挂纸带的夹子打出一条纸带;
D.重复步骤 C几次,从打出的纸带中选取较理想的一条,测出纸带上连续一些点的距离如图乙所示.
E.根据测量的数据算出重力加速度.
以上步骤中有错误,指出其错误步骤(填代号)并改正之:______,图乙中记录错误的数据是______.用这种方法测出的重力加速度总比实际的重力加速度小,其原因是______.
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