如图为利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)验证机械能守恒定律的实验装置,完成以下填空.
实验步骤如下:
①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1 m,将导轨调至水平.
②测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s.
③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.
④读出滑块分别通过光电门1和光电门2的挡光时间Δt1和Δt2.
⑤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.
⑥滑块通过光电门1和光电门2时,可以确定系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1=_________________和Ek2=____________________.
⑦在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少量ΔEp=__________.(重力加速度为g)
⑧如果满足关系式______________,则可认为验证了机械能守恒定律.
某同学利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律.
(1)该同学开始实验时情形如图甲所示,接通电源释放纸带.请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方:
①___________________;
②___________________.
(2)该同学经修改错误并正确操作,让质量为1 kg的重锤下落,通过打点计时器在纸带上记录运动过程,打点计时器所接电源为频率是50 Hz的交变电源,纸带打点如图乙所示.
纸带上O点为重锤自由下落时的打点起点(O、A间有点未画出),选取的计数点A、B、C、D依次间隔一个点(图中未画出),各计数点与O点距离如图乙所示,单位为mm,重力加速度为9.8 m/s2,则:(结果保留三位有效数字)
根据纸带,打点计时器打下B点时,重锤速度vB=________,重锤动能EkB=________,从开始下落算起,打点计时器记录B点时,重锤势能减少量为________.由此可以得到的实验结论是:________________.
在“验证机械能守恒定律”的实验中:
(1)从下列器材中选出实验所必须的,其编号为________.
A.打点计时器(包括纸带)
B.重物
C.天平
D.毫米刻度尺
E.秒表
F.运动小车
(2)打点计时器的安装放置要求为________;开始打点计时的时候,应先________,然后________.
(3)实验中产生系统误差的原因主要是________________,使重物获得的动能往往________.为减小误差,悬挂在纸带下的重物应选择_______________________.
(4)如果以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的-h图线是________,该线的斜率等于_____________.
在“验证机械能守恒定律”的实验中,要验证的是重物重力势能的减少量等于其动能的增加量,以下步骤仅是实验中的一部分,在这些步骤中多余或错误的有( )
A.把打点计时器固定到铁架台上,并用导线把它和低压直流电源连接起来
B.把纸带的一端固定到重物上,另一端穿过打点计时器的限位孔,把重物提升到一定高度
C.接通电源,释放纸带
D.用停表测出重物下落的时间
如图是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带.有关尺寸在图中已注明.我们选中n点来验证机械能守恒定律.下面举一些计算n点速度的方法,其中正确的是( )
A.n点是第n个点,则vn=gnT
B.n点是第n个点,则vn=g(n-1)T
C.vn=
D.vn=
用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中,下列物理量中需要测量的有( )
A.重物的质量
B.重力加速度
C.重物下落的高度
D.与重物下落高度对应的重物的瞬时速度