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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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如图所示,是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置.(g9.80m/s2

(1) 选出一条纸带如图所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,ABC为三个计数点,打点计时器通以50Hz的交流电.用分度值为1mm的刻度尺测得OA=12.41cmOB=18.90cmOC=27.06cm 在计数点ABBC之间还各有一个点,重锤的质量为1.00kg.甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了__________J;打点计时器打到B点时重锤的速度vB=__________m/s,此时重锤的动能比开始下落时增加了__________J.(结果均保留三位有效数字)

(2)某同学利用他自己实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出了如上图的图线.图线的斜率近似等于_____________

A.19.6           B.9.80          C.4.90

图线未过原点O的原因是___________________

 

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利用图甲装置做验证机械能守恒定律实验。

1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的________

A.动能变化量与势能变化量      B.速度变化量和势能变化量

C.速度变化量和高度变化量

2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是________

A.交流电源   B.刻度尺   C.天平(含砝码)

3)实验中,先接通电源,再释放重物,得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点ABC,测得它们到起始点O的距离分别为hAhBhC

已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量ΔEp____________,动能变化量ΔEk__________

4)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是________

A.利用公式vgt计算重物速度    B.利用公式v计算重物速度

C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响    D.没有采用多次实验取平均值的方法

 

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如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图,圆弧CD为半径为R的四分之一的圆周,圆心为O,光线从AB面上的某点入射,入射角,它进入棱镜后恰好以临界角射在BC面上的O

(1)求该棱镜的折射率n

(2)求光线在该棱镜中传播的速度大小v(已知光在空气中的传播速度c=3.0×108m/s

 

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如图所示,ABCD四个单摆的摆长分别为2,摆球的质量分别为2m2mm,四个单摆静止地悬挂在一根水平细线上。现让A球振动起来,通过水平细线迫使BCD也振动起来,则下列说法正确的是(   

A.A球振动周期为

B.ABCD四个单摆的周期均相同

C.BCD中因D的质量最小,故其振幅是最大的

D.BCDC的振幅最大

 

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如图甲所示,一定质量的理想气体被质量为m的活塞封闭在导热良好的汽缸内,此时活塞静止且距离底部的高度为h,不计活塞与汽缸间的摩擦。外界大气压强为p0,汽缸截面积为S,重力加速度为g,求:

(1)图甲中封闭气体的压强P1

(2)若把汽缸顺时针旋转到乙的位置,求稳定后活塞到汽缸底部的距离。(转动过程温度不变,汽缸足够长)

 

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