满分5 > 高中物理试题 >

现要通过实验验证机械能守恒定律.实验装置如图1所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导...

现要通过实验验证机械能守恒定律.实验装置如图1所示: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,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨低端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、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为______.动能的增加量可表示为______.若在运动过程中机械能守恒,manfen5.com 满分网与s的关系式为manfen5.com 满分网______
(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:
12345
s(m)0.6000.8001.0001.2001.400
t(ms)8.227.176.445.855.43
manfen5.com 满分网(×104s-21.481.952.412.923.39
以s为横坐标,manfen5.com 满分网为纵坐标,在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点;根据5个数据点作直线,求得该直线的斜率k=______×104m-1.•s-2(保留3位有效数字).
manfen5.com 满分网
由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出manfen5.com 满分网直线的斜率ko,将k和ko进行比较,若其差值在试验允许的范围内,则可认为此试验验证了机械能守恒定律.
这是一个根据书本上验证机械能守恒定律的实验改装后的题目. 这题的关键在于研究对象不是单个物体而是滑块、遮光片与砝码组成的系统. 对于系统的重力势能变化量要考虑系统内每一个物体的重力势能变化量.动能也是一样. 光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法.由于光电门的宽度b很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度. 根据变量的数据作出图象,结合数学知识求出斜率. 【解析】 (1)滑块、遮光片下降重力势能减小,砝码上升重力势能增大. 所以滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量△EP=Mg-mgs 光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法.由于光电门的宽度b很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度. vB= 根据动能的定义式得出: △Ek=(m+M)vB2= 若在运动过程中机械能守恒,△Ek=△EP 与s的关系式为 (2)见图 运用数学知识求得斜率k==2.40×104m-1•s-2 由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出直线的斜率ko= 比较k与ko,若其差值在试验允许的范围内,则可认为此试验验证了机械能守恒定律. 故答案为:(1)Mg-mgs,,; (2)如图,2.40
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
图1是改装并校准电流表的电路图,已知表头a的量程为Ig=600μA内阻为Rg,A是标准电流表,要求改装后的电流表量程为I=60mA.完成下列填空.
(1)图1中分流电阻Rp的阻值为______

(2)在电表改装成后的某次校准测量中,a表的示数如图所是,由此读出流过a电流表的电流为______ mA.此时流过分流电阻RP的电流为______mA(保留一位小数)

manfen5.com 满分网 查看答案
2011年4月10日,我国成功发射第8颗北斗导航卫星,建成以后北斗导航卫星系统将包含多颗地球同步卫星,这有助于减少我国对GPS导航系统的依赖,GPS由运行周期为12小时的卫星群组成,设北斗星的同步卫星和GPS导航的轨道半径分别为R1和R2,向心加速度分别为a1和a2,则R1:R2=    a1:a2=    .(可用根式表示) 查看答案
如图:理想变压器原线圈与10V的交流电源相连,副线圈并联两个小灯泡a和b,小灯泡a的额定功率为0.3w,正常发光时电阻为30Ω,已知两灯泡均正常发光,流过原线圈的电流为0.09A,可计算出原、副线圈的匝数比为    ,流过灯泡b的电流为    A.
manfen5.com 满分网 查看答案
空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界.一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射.这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子.不计重力.下列说法正确的是( )
manfen5.com 满分网
A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同
B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同
C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同
D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大
查看答案
一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上,从t=0时起,第1秒内受到2N的水平外力作用,第2秒内受到同方向的1N的外力作用.下列判断正确的是( )
A.0~2s内外力的平均功率是manfen5.com 满分网W
B.第2秒内外力所做的功是manfen5.com 满分网J
C.第2秒末外力的瞬时功率最大
D.第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是manfen5.com 满分网
查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.