某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電傳感器A、B,滑塊P上固定一遮光條,若光線被遮光條遮擋,光電傳感器會(huì)輸出高電壓,兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計(jì)算機(jī)相連.滑塊在細(xì)線的牽引下向左加速運(yùn)動(dòng),遮光條經(jīng)過(guò)光電傳感器A、B時(shí),通過(guò)計(jì)算機(jī)可以得到如圖乙所示的電壓U隨時(shí)間t變化的圖象.
(1)實(shí)驗(yàn)前,接通氣源,將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上,輕推滑塊,當(dāng)圖乙中的△t1______△t2.(填“>”“=”或“<”)時(shí),說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平.
(2)遮光條寬度為d,滑塊P用細(xì)線跨過(guò)定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連,將滑塊P由圖甲所示位置釋放,通過(guò)計(jì)算機(jī)得到的圖象如圖乙所示,若△t1、△t2、d和鈎碼質(zhì)量m已知,要驗(yàn)證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒,還應(yīng)測(cè)出的物理量是______和______(寫出物理量的名稱及符號(hào)).
(3)若上述物理量間滿足關(guān)系式______,則表明在上述過(guò)程中滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.
(1)如果遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間相等,即△t1=△t2,說(shuō)明遮光條做勻速運(yùn)動(dòng),即說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平.
(2)要驗(yàn)證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒,就應(yīng)該去求出動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量,光電門測(cè)量瞬時(shí)速度是實(shí)驗(yàn)中常用的方法.由于光電門的寬度很小,所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度.
vB=
d
t2
vA=
d
t1
,
滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)動(dòng)能的增加量△Ek=
1
2
(m+M)(
d
t2
)2-
1
2
(m+M)(
d
t1
)2

滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)動(dòng)能的重力勢(shì)能的減小量△Ep=mgL
所以還應(yīng)測(cè)出滑塊質(zhì)量M,兩光電門間距離L.
(3)如果系統(tǒng)動(dòng)能的增加量等于系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量,那么滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.
即:mgL=
1
2
(m+M)(
d
t2
)2-
1
2
(m+M)(
d
t1
)2

故答案為:(1)=,(2)滑塊質(zhì)量M,兩光電門間距離L.(3)mgL=
1
2
(m+M)(
d
t2
)2-
1
2
(m+M)(
d
t1
)2
,
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

關(guān)于勢(shì)能,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.物體只要發(fā)生形變,就一定具有彈性勢(shì)能
B.分子勢(shì)能由分子間的相對(duì)位置決定
C.重力勢(shì)能的變化與參考平面的選取有關(guān)
D.當(dāng)彈簧變短時(shí),它的彈性勢(shì)能一定變小

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

I小明利用透明直尺和光電計(jì)時(shí)器來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖如圖1所示,當(dāng)有不透光物體從光電門間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間.所用的光電門傳感器可側(cè)的最短時(shí)間為0.01ms.將擋光效果好、寬度為d=3.8×10-3m的黑色磁帶若干段貼在透明直尺上,讓直尺從一定高度由靜止釋放,井使其豎直通過(guò)光電門.某同學(xué)測(cè)得各段黑色磁帶通過(guò)光電門的時(shí)間△ti與高度差△hi,并將部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行了處理,結(jié)果如下表所示.(取g=9.8m/s2,表格中M為直尺質(zhì)量)

實(shí)驗(yàn)次序△ti(10-3s)vi=
d
ti
(m?s-1
△Eh=
1
2
Mvi2-
1
2
Mvt2
△hi(m)mg△hi
11.213.13---------------
21.153.310.58M0.060.58M
31.003.802.24M0.232.25M
40.954.003.10M0.323.14M
50.90____________0.41______
(1)請(qǐng)將表格中數(shù)據(jù)填寫完整.
(2)從該實(shí)驗(yàn)可得△Eh一△h的圖象是圖2中的______.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中:質(zhì)量m=1kg的重物自由下落,在紙帶上打出一系列的點(diǎn),如圖所示(相鄰記數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s),長(zhǎng)度單位cm,那么打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下記數(shù)點(diǎn)B時(shí),物體的速度vB=______m/s;從起點(diǎn)O到打下記數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中重力勢(shì)能減少量是△Ep=______J,此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量△Ek=______J(g取9.8m/s2,所有結(jié)果保留兩位有效數(shù)字.);通過(guò)計(jì)算,數(shù)值上△Ep______△Ek(填“>”“=”或“<”),這是因?yàn)開_____;最后得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是
______.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

用如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.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,遮光片兩條豎邊與導(dǎo)軌垂直;導(dǎo)軌上B點(diǎn)處有一光電門,測(cè)得遮光片經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的擋光時(shí)間為t,用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)的距離,h表示A與C的高度差,b表示遮光片的寬度,s表示A、B兩點(diǎn)間的距離.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,用g表示重力加速度.完成下列填空和作圖:
 
(1)若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放,則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過(guò)程中,滑塊、遮光片組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量表示為△EP=______.動(dòng)能的增加量表示為△Ek=______.在滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中若機(jī)械能守恒,則與s的關(guān)系式為=______.
(2)多次改變光電門的位置,每次均令滑塊自同一點(diǎn)(A點(diǎn))下滑,測(cè)量相應(yīng)的s與t值,結(jié)果如下表所示:
1 2 3 4 5
s/m 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40
t/ms 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43
/104s-2 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39
以s為橫坐標(biāo),為縱坐標(biāo),在如圖2的坐標(biāo)紙中已經(jīng)描出2、3、4數(shù)據(jù)點(diǎn);請(qǐng)描出第1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),并根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線,求得該直線的斜率:k=______×104m-1?s-2(保留3位有效數(shù)字).實(shí)驗(yàn)中,除了必須測(cè)量g、d和h的數(shù)值外,還應(yīng)測(cè)量______的數(shù)值,并用上述測(cè)量量表達(dá)k0=______,計(jì)算出k0的值,然后將k和k0進(jìn)行比較,若其差值在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),則可認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.讓小車在一條橡皮筋的作用下彈出后,沿木板滑行,此時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為W.然后用完全相同的橡皮筋二條、三條…合并在一起分別進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn),每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致.且每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶求出.(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電頻率為50Hz).
(1)若木板是水平放置的,小車在一條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng),當(dāng)小車速度最大時(shí),對(duì)橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置,下列說(shuō)法正確的是______
A.橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài)
B.橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)
C.小車正好運(yùn)動(dòng)到兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處
D.小車已過(guò)兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線
(2)為了使小車運(yùn)動(dòng)中所受的合外力正好等于橡皮筋對(duì)它的彈力,應(yīng)采取的措施是______;
(3)如圖乙是按正確操作分別是一條、二條、三條、四條橡皮筋作用于小車在實(shí)驗(yàn)中打出的部分紙帶,

次數(shù)1234
橡皮筋對(duì)小車做功W2W3W4W
小車速度v(m/s)1.001.421.732.00
v2(m2/s21.002.022.994.00
從表中數(shù)據(jù)你得出的結(jié)論是:______.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

(1)氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器,它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊,使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上,滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦.我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和滑塊A和B驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,采取的實(shí)驗(yàn)步驟如下:
a.用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB;
b.調(diào)整氣墊導(dǎo)軌,使導(dǎo)軌處于水平:
c.在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕質(zhì)且極短的彈簧,用電動(dòng)卡銷鎖定,靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上;
d.用刻度尺測(cè)出A的左端至C板的距離L1
e.按下電鈕放開卡銷,同時(shí)用計(jì)時(shí)器記錄滑塊A、B從開始到分別碰撞C、D擋板時(shí)所用時(shí)間t1、t2;
①實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是______.
②利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是______.
(2)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,利用重錘拖著紙帶自由下落通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.
①在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,下列的說(shuō)法正確的是:______.
A.必須使用的測(cè)量?jī)x器有:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、夭平和刻度尺
B.紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔要在同一豎直線上
C.實(shí)驗(yàn)中若其他條件不變且空氣阻力恒定時(shí),選用重錘質(zhì)量的大小不影響實(shí)驗(yàn)的誤差
D.選用紙帶上任意可計(jì)算速度的兩點(diǎn)都可以用來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
②安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶,如圖所示.圖中O點(diǎn)為為打點(diǎn)起始點(diǎn),且速度為零.

選取紙帶上打出的連續(xù)點(diǎn)A、B、C,…,測(cè)出其中E、F、G點(diǎn)距打點(diǎn)起始點(diǎn)O的距離分別為h1、h2、h3,已知重錘質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T.為驗(yàn)證此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中機(jī)械能是否守恒,需要計(jì)算出從打下O點(diǎn)到打下F點(diǎn)的過(guò)程中,重錘重力勢(shì)能的減少量△EP=______,動(dòng)能的增加量△EK______(用題中所給字母表示).
③以各點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離h為橫坐標(biāo),以各點(diǎn)速度的平方v2為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系,用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪出v2-h圖線,如圖所示.從v2-h圖線求得重錘下落的加速度g'=______m/s2.(保留3位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖甲,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上,使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落,利用此裝置可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.某同學(xué)設(shè)計(jì)了圖乙裝置來(lái)完成同樣的實(shí)驗(yàn).
(1)下列關(guān)于圖乙裝置的說(shuō)法中,能減小實(shí)驗(yàn)誤差的是______.
A.用夾子夾住紙帶上端避免手提紙帶因抖動(dòng)而造成摩擦的增大
B.用復(fù)夾和鐵架臺(tái)臺(tái)面固定住打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能使裝置更加穩(wěn)定
C.選用重錘連接紙帶要比用夾子和重物連接紙帶下落時(shí)阻力小
D.用圖乙方式可以節(jié)省紙帶,讓點(diǎn)跡更為密集
(2)圖丙是某次實(shí)驗(yàn)所得到的一條點(diǎn)跡較為清晰的紙帶的一段,經(jīng)過(guò)測(cè)量計(jì)算后,某同學(xué)畫出了如圖丁所示的E-h圖線,則他所畫圖線選取的零勢(shì)能點(diǎn)為圖丙中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下______(選填“1點(diǎn)”或“11點(diǎn)”)時(shí)物體所在的位置,圖丁中表示動(dòng)能隨高度變化的曲線為______選填“圖線A”或“圖線B”),
(3)圖丁中的h1=58.5mm和h2=390.0mm兩處機(jī)械能E1與E2大小關(guān)系為E1______E2(選填“大于”、“等于”或“小于”).

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

靜止在地面上的物體在豎直向上的恒力作用下上升,在某一高度撤去恒力。不計(jì)空氣阻力,在整個(gè)上升過(guò)程中,物體機(jī)械能隨時(shí)間變化關(guān)系是

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