【題目】利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌;導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊,其總質(zhì)量為M,左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的小球相連;遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直;導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門,可以測(cè)量遮光片經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的擋光時(shí)間t,用d表示A點(diǎn)到光電門B處的距離,b表示遮光片的寬度,將遮光片通過(guò)光電門的平均速度看作滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度,實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊在A處由靜止開始運(yùn)動(dòng).

1)滑塊通過(guò)B點(diǎn)的瞬時(shí)速度可表示為

2)某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得傾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)mM組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為△Ek= ,系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為△Ep= ,在誤差允許的范圍內(nèi),若△Ek=△Ep則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒;

3)在上次實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)改變A、B間的距離,作出的v2﹣d圖象如圖2所示,并測(cè)得M=m,則重力加速度g= m/s2

【答案】1

2,(m﹣gd

39.6

【解析】解:(1)由于光電門的寬度b很小,所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度.

滑塊通過(guò)光電門B速度為:vB=

2)滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)mM組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量為:△E=M+m)(2=;

系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為:△Ep=mgd﹣Mgdsin30°=m﹣gd;

比較△Ep△Ek,若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等,即可認(rèn)為機(jī)械能是守恒的.

3)根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒有:M+mv2=m﹣gd

v2=2×gd

對(duì)應(yīng)v2﹣d圖象,則圖線的斜率:k=2×g;

由圖象可知,k==4.8;

則有:g=×

代入數(shù)據(jù)得:g=9.6m/s2

故答案為:(1;

2,(m﹣gd;

39.6

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示.

1)實(shí)驗(yàn)中的重物應(yīng)選用圖2中的__________;(填“①”、“②”、“③”

2)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源選用___________;(填“220V交流電源學(xué)生交流電源4V﹣6V”

3)如圖3,釋放紙帶前的瞬間,重錘和手的位罝合理的是____):

4)如圖4,某同學(xué)用正確的方法獲得了一條紙帶,并以起點(diǎn)為記數(shù)點(diǎn)O,隔一段距離,取連續(xù)點(diǎn)為記數(shù)點(diǎn)A、B、CD、E、F,如圖所示.已知重錘的質(zhì)量為0.5kg,則電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下E點(diǎn)時(shí),重錘減少的重力勢(shì)能△Ep=_____J(取重力加速度g=9.8m/s2,計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),由于受阻力的影響,重錘增加的動(dòng)能與△EK減少的重力勢(shì)能△EP的大小關(guān)系為△EK_______△EP(選填大于、小于等于).

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A. 2:3B. 8:9C. 2:1D. 12

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A. 固定位置AB點(diǎn)的豎直高度可能為2.2R

B. 滑塊返回左側(cè)所能達(dá)到的最大高度一定低于出發(fā)點(diǎn)A

C. 滑塊在傳送帶上向右運(yùn)動(dòng)的最大距離與傳送帶速度v無(wú)關(guān)

D. 無(wú)論傳送帶速度v多大,滑塊于傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量都一樣多

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B. t0時(shí)刻釋放電子,電子可能在兩板間振動(dòng)

C. t時(shí)刻釋放電子,電子可能在兩板間振動(dòng),也可能打到右極板上

D. t時(shí)刻釋放電子電子必將打到左極板上

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