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为了验证机械能守恒定律,小明设计了如图甲所示的实验,将一长为的气垫导轨固定在一平...

为了验证机械能守恒定律,小明设计了如图甲所示的实验,将一长为的气垫导轨固定在一平台上,将一宽度为的遮光条固定在滑块上,经测量可知遮光条和滑块的总质量为,气垫导轨的顶端到平台的高度为,将一质量为的钩码通过质量不计的细线与滑块相连,并跨过图甲中的摩擦不计的定滑轮;将一光电门固定在气垫导轨上,光电门到顶端的距离为。将滑块由气垫导轨的顶端静止释放,滑块沿气垫导轨下滑,经测量遮光条的挡光时间为,重力加速度用表示。请回答下列问题:

(1)上述过程中滑块和钩码的重力势能减少了_________________,滑块和钩码的动能增加了_________________,如果在误差允许的范围内系统的机械能守恒,则关于的表达式为_________________

(2)小明进行了多次操作,并将每次测量的实验数据记录在表中:

 

1

2

3

4

5

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

1.48

1.95

2.41

2.92

3.39

 

建立如图乙所示的坐标系,请根据图表中的数据作出相应的函数图线_________________,并由图像求出该直线斜率的大小为_________________ 。(保留3位有效数字)

 

【解析】 (1)[1]重力势能的减少量 [2]到达光电门时的速度为 动能的增加量 [3]若误差允许的范围内机械能守恒,则由可得 (2)[4]根据表格数据描作图如图所示 [5]利用图像可求得斜率为  
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考点分析:
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某中学实验小组的同学设计了如图甲所示的实验装置,利用平抛运动验证机械能守恒定律。其中曲面轨道与水平桌面相切,已知水平桌面距离水平地面的高度为,现将一质量为的小球由距离水平桌面高的位置无初速度放下,经过一段时间小球从桌面的末端沿水平方向离开,经测量可知小球的落地点距离桌面边缘的水平距离为。则:

(1)假设曲面轨道与小球间的摩擦力可忽略不计,则关于的表达式为________(用题中的物理量表示);

(2)如果该小组的同学重复多次操作后,将得到的实验数据记录如下:

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

2.62

3.89

5.20

6.53

7.78

 

在图乙中将表中的数据点描绘在坐标系中,并作出相应的函数图线________

(3)将该同学作出的函数图线与图乙中的理论值相比较,得出小球离开水平桌面的速度大小比理论值________(选填),并分析造成这一实验结果的原因:________

 

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如图所示装置可用来验证机械能守恒定律,摆锤A拴在长为L的轻绳一端,轻绳另一端固定在O点,在A上放一个小铁片,现将摆锤拉起,使绳偏离竖直方向θ角,由静止开始释放摆锤,当其到达最低位置时,受到竖直档板P阻挡而停止运动,这时铁片将做平抛运动而飞离摆锤,用刻度尺量出铁片的水平位移为S,下落高度为H.铁皮离开A时的摩擦损失机械能不计.

①要验证摆锤在运动中机械能守恒,必须求出摆锤初始位置离最低点的高度,其高度为______,同时还应求出摆锤在最低点时的速度,其速度应为_______

②用实验中测量的物理量写出证明摆锤在运动中机械能守恒的关系式为_______

 

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如图所示,质量相等的AB两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上,随圆筒一起做匀速圆周运动,则下列关系正确的是(  )

A.线速度

B.角速度

C.它们受到的合力

D.它们受到的摩擦力

 

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如图所示,在光滑的轨道上,小球滑下经过圆孤部分的最高点时,恰好不脱离轨道,此时小球受到的作用力是

A.重力、弹力、和向心力 B.重力和弹力

C.重力和向心力 D.重力

 

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飞机俯冲拉起时,飞行员处于超重状态,此时座位对飞行员的支持力大于所受的重力,这种现象叫过荷.过荷过重会造成飞行员大脑贫血,四肢沉重,暂时失明,甚至昏厥.受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重力的支持力影响.取g=10m/s2,则当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲速度为100m/s时,圆弧轨道的最小半径为(

A.100m B.111m C.125m D.250m

 

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