現(xiàn)要通過實驗驗證機械能守恒定律。實驗裝置如圖1所示:水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌;導軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊,其總質(zhì)量為M,左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連;遮光片兩條長邊與導軌垂直;導軌上B點有一光電門,可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t。用d表示A點到導軌底端C點的距離,h表示A與C的高度差,b表示遮光片的寬度,s表示A ,B兩點的距離,將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度。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點由靜止釋放,則在滑塊從A運動至B的過程中,滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為       。動能的增加量可表示為        。若在運動過程中機械能守恒,與s的關系式為= ____________.
(2)多次改變光電門的位置,每次均令滑塊自同一點(A點)下滑,測量相應的s與t值,結(jié)果如下表所示:

 
 1
2
3
4
5
s(m)
0.600
0.800
1.000
1.200
1.400
t(ms)
8.22
7.17
6.44
5.85
5.43
1/t2(104s-2
1.48
1.95
2.41
2.92
3.39
以s為橫坐標,為縱坐標,在圖2坐標紙中描出第1和第5個數(shù)據(jù)點;根據(jù)5個數(shù)據(jù)點作直線,求得該直線的斜率k=              ×104m-1·s-2 (保留3位有效數(shù)字)。
 
由測得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計算出直線的斜率k0,將k和k0進行比較,若其差值在試驗允許的范圍內(nèi),則可認為此試驗驗證了機械能守恒定律。

(1)         (2)  2.40

解析試題分析:(1)在滑塊從A運動至B的過程中,滑塊重力勢能減少量為Mgssinα=,砝碼重力勢能增加了mgs,所以滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為;滑塊及砝碼的速度為,動能的增加量可表示為;若機械能守恒則滿足:=
整理可得:
(2)畫出直線如圖:

根據(jù)5個數(shù)據(jù)點作直線,求得該直線的斜率k=
考點:

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

用下列器材設計描繪電阻R0伏安特性曲線的電路
定值電阻R0(阻值約為25kΩ)
電流表A1:(量程100µA,內(nèi)阻約2kΩ);
電流表A2:(量程500µA,內(nèi)阻約300Ω)
電壓表V1:(量程10V,內(nèi)阻約100kΩ);
電流表V2:(量程50V,內(nèi)阻約500 kΩ)
電源E:(電動勢15V,允許最大電流1A);
滑動變阻器R1(最大阻值200Ω,額定電流0.5A);
滑動變阻器R2(最大阻值20Ω,額定電流0.6A)
電鍵S,導線若干;為了盡量減小實驗誤差,要求測多組數(shù)據(jù).
(1)電流表應選___________;電壓表應選__________;滑動變阻器選             
(2)在答題卷的方框內(nèi)畫出實驗電路圖.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

在利用方木板、彈簧測力計、橡皮條、細繩套等器材探究力的平行四邊形定則實驗中:
(1)下列做法中正確的是       。
A.用兩個彈簧測力計和只用一個彈簧測力計拉時,橡皮條的形變量可不相同
B.作分力和合力的圖示時,選的標度必須相同
C.拉彈簧測力計時,不能使彈簧測力計超出木板的邊界
D.用兩個彈簧測力計拉時,其間的夾角越大越好
(2)本實驗采用的科學方法是      。
A.理想實驗法    B.控制變量法    C.等效替代法    D.建立物理模型法
(3)如圖,用A、B兩個彈簧秤拉橡皮條的D點,使其伸長到E點,現(xiàn)保持A的讀數(shù)不變,當∠α由圖示位置減小時,欲使D點仍在E點位置保持不變,則可用的方法是     。

A.使B的讀數(shù)變大,β角變大?
B.使B的讀數(shù)變大,β角變小?
C.使B的讀數(shù)變小,β角變小?
D.使B的讀數(shù)變大,β角變大

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

(8分)某課外活動小組利用豎直上拋運動驗證機械能守恒定律。
⑴某同學用20分度游標卡尺測量小球的直徑,讀數(shù)如圖甲所示,小球直徑為   cm。圖乙所示彈射裝置將小球豎直向上拋出,先后通過光電門A、B,計時裝置測出小球通過A、B的時間分別為2.55ms、5.15ms,由此可知小球通過光電門A、B時的速度分別為vA、vB,其中vA    m/s。
⑵用刻度尺測出光電門A、B間的距離h,已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間,只需比較   是否相等,就可以

驗證機械能是否守恒(用題目中涉及的物理量符號表示)。
⑶通過多次的實驗發(fā)現(xiàn),小球通過光電門A的時間越短,⑵中要驗證的兩數(shù)值差越大,試分析實驗中產(chǎn)生誤差的主要原因是   。

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

在一次課外活動中,某同學用圖甲所示裝置測量放在水平光滑桌面上鐵塊A與金屬板B間的動摩擦因數(shù)。已知鐵塊A的質(zhì)量mA=1kg,金屬板B的質(zhì)量mB=0.5kg。用水平力F向左拉金屬板B,使其向左運動,彈簧秤的示數(shù)如圖甲所示,則A、B間的摩擦力Fμ=  __  N,A、B間的動摩擦因數(shù)μ=        。(g取10m/s2)。該同學還將紙帶連接在金屬板B的后面,通過打點計時器連續(xù)打下一系列的點,測量結(jié)果如圖乙所示,圖中各計數(shù)點間的時間間隔為0.1s,可求得拉金屬板的水平力F=      N  。

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

(1)使用打點計時器來分析物體運動情況的實驗中,有如下基本步驟:

A.把打點計時器固定在桌子上
B.安好紙帶
C.松開紙帶讓物體帶著紙帶運動
D.接通低壓交流電源
E.取下紙帶
F.斷開開關
這些步驟正確的排列順序為______            _。
(2) 某同學利用打點計時器所記錄的紙帶來研究做勻變速直線運動小車的運動情況。實驗中獲得一條紙帶如圖所示。其中兩相鄰的計數(shù)點間有四個點未畫出。已知所用電源的頻率為50HZ,則相鄰兩個計數(shù)點間的時間為          s,打A點時小車運動的速度VA =            m/s;小車運動的加速度a =             m/s2.(后兩空保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

(10分)某實驗小組采用圖所示的裝置探究“小車速度隨時間變化的規(guī)律”,圖中小車可放置砝碼.實驗中,小車碰到制動裝置時,鉤碼尚未到達地面,打點計時器工作頻率為50Hz.

(1)實驗的部分步驟如下:
①在小車上放入砝碼,將紙帶穿過打點計時器,并連在小車后端,用細繩連接小車和鉤碼;
②讓小車停在打點計時器附近,__________,__________,小車拖動紙帶,打點計時器在紙帶上打下一列點,____________,取下紙帶;
③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量,更換紙帶,重復②的操作.
(2)下圖是鉤碼質(zhì)量為0.03kg、砝碼質(zhì)量為0.02kg時得到的一條紙帶,在紙帶上選擇起始點O及A、B、C、D和E五個計數(shù)點,可獲得各計數(shù)點到O的距離S及對應時刻小車的瞬時速度v,請將C點的測量結(jié)果填在表格中的相應位置.

表1紙帶的測量結(jié)果

(3)在坐標紙上畫出小車的速度-時間圖象(以0點為計時起點,豎直坐標以0.30 m/s開始).
(4)根據(jù)速度-時間圖象判斷小車做的是__________直線運動.
(5)小車的加速度大小為___     ___ m·s-2.(小數(shù)點后保留兩位)

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

如圖甲所示,是某同學驗證動能定理的實驗裝置.其步驟如下:

a.易拉罐內(nèi)盛上適量細沙,用輕繩通過滑輪連接在小車上,小車連接紙帶.合理調(diào)整木板傾角,讓小車沿木板勻速下滑.
b.取下輕繩和易拉罐,測出易拉罐和細沙的質(zhì)量m及小車質(zhì)量M.
c.取下細繩和易拉罐后,換一條紙帶,讓小車由靜止釋放,打出的紙帶如圖乙(中間部分未畫出),O為打下的第一點.已知打點計時器的打點頻率為f,重力加速度為g.

(1)步驟c中小車所受的合外力為       
(2)為驗證從O→C過程中小車合外力做功與小車動能變化的關系,測出BD間的距離為x0,OC間距離為x1,則C點的速度為       .需要驗證的關系式為                                (用所測物理量的符號表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

(11分)某同學用如圖1所示的實驗裝置研究滑塊在水平桌面上的運動,實驗步驟如下:

a.安裝好實驗器材。
b.釋放滑塊,使滑塊沿水平桌面運動,位移傳感器每隔0.1s給出一次滑塊與位移傳感器之間的距離。該同學取出一部分數(shù)據(jù),并將第一組數(shù)據(jù)做為記時零點,如下表所示。

時刻(s)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
距離(m)
0.100
0.111
0.135
0.173
0.224
0.289
0.367
0.459
0.564
0.683
0.815
c.該同學判斷出滑塊沿水平桌面做勻加速直線運動。
d.分別計算出滑塊在0.1s內(nèi)、0.2s內(nèi)、0.3s內(nèi)……的位移x。
e.分別計算出位移x與對應時間t的比值。
f.以為縱坐標、t為橫坐標,標出與對應時間t的坐標點,畫出-t圖線。
結(jié)合上述實驗步驟,請你完成下列任務:
(1)根據(jù)實驗數(shù)據(jù),可知t=0時滑塊與位移傳感器之間的距離d=________m。
(2)該同學在圖2中標出了除t=0.4s時的各個坐標點,請你在該圖中標出t=0.4s時對應的坐標點,并畫出-t圖線。

(3)根據(jù)-t圖線可求出滑塊的加速度a=________m/s2。(保留3位有效數(shù)字)
(4)若將-t圖線延長,發(fā)現(xiàn)圖線與軸有一交點,其原因是______________________。

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同步練習冊答案