精英家教網(wǎng)氣墊導(dǎo)軌可以在導(dǎo)軌和滑塊之間形成一薄層空氣膜,使滑塊和導(dǎo)軌間的摩擦幾乎為零,因此可以利用氣墊導(dǎo)軌裝置來驗證機械能守恒定律.
(1)如圖所示,做實驗時,將滑塊從圖示位置由靜止釋放,由數(shù)字計時器(圖中未畫出),可讀出遮光條通過光電門的時間為△t,用游標(biāo)卡尺測得遮光條寬度為d,用刻度尺測得釋放位置到光電門中心的距離為x,氣墊導(dǎo)軌總長為L,其最右端離桌面的高度為h,滑塊和遮光條總質(zhì)量為M,已知重力加速度為g,這一過程中滑塊減少的重力勢能表達(dá)式為
 
,滑塊獲得的動能表達(dá)式為
 
;(以上表達(dá)式均用已知字母表示)
(2)某實驗小組在一次實驗后,通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),滑塊獲得的動能略大于其減少的重力勢能,可能的原因是
 
分析:(1)根據(jù)物體下降的高度求出重力勢能的減小量,根據(jù)較短時間內(nèi)的平均速度可以代替瞬時速度,求出滑塊通過光電門的速度,從而得出動能的增加量.
(2)根據(jù)能量守恒,若存在摩擦,重力勢能的減小量應(yīng)略大于動能的增加量,現(xiàn)在動能的增加量大于重力勢能的減小量,根據(jù)原理分析誤差形成的原因.
解答:解:(1)這一過程滑塊減小的重力勢能Ep=MgH=Mg
h
L
x
,滑塊通過光電門的速度v=
d
△t
,則滑塊獲得動能Ek=
1
2
Mv2=
1
2
M(
d
△t
)2

(2)上述過程是重力勢能向動能轉(zhuǎn)化的過程,因此當(dāng)滑塊獲得的動能略大于其減少的重力勢能時,其原因可能是釋放時滑塊有初速度、或測量釋放位置到光電門中心的距離x的值偏小、或測量遮光條寬度d偏大.
故答案為:(1)
x
L
Mgh
,
1
2
M(
d
△t
)
2
,釋放時滑塊有初速度、或測量釋放位置到光電門中心的距離x的值偏小、或測量遮光條寬度d偏大.
點評:本題主要利用氣墊導(dǎo)軌構(gòu)建滑塊、斜面模型,巧設(shè)實驗背景,考查了機械能守恒定律的應(yīng)用問題,屬于中檔題.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

氣墊導(dǎo)軌可以在導(dǎo)軌和滑塊之間形成一薄層空氣膜,使滑塊和導(dǎo)軌間的摩擦幾乎為零,如圖1所示,讓滑塊從氣墊導(dǎo)軌是某一高度下滑,滑塊上的遮光片的寬度為△s,當(dāng)遮光片通過電門時與光電門相連的數(shù)字毫秒器顯示遮光時間為△t,則庶光片通過光電門的平均速度為v=
△s
△t

(1)關(guān)于這個平均速度,有如下討論:
A.這個平均速度不能作為實驗中遮光片通過光電門時滑塊的瞬時速度
B.理論上,遮光片寬度越窄,遮光片通過光電門的平均越接近瞬時速度
C.實驗中所選遮光片并非越窄越好,還應(yīng)考慮測量時間的精確度,遮光片太窄,時間測量精度就會降低,所測瞬時速度反而不準(zhǔn)確
D.實驗中,所選遮光片越寬越好,這樣時間的測量較準(zhǔn),得到的瞬時速度將比較準(zhǔn)確,這些討論中,正確的是:;
(2)利用這一裝置可驗證機械能守桓定律,如圖2.滑塊和遮光片總質(zhì)量記為M(kg),若測出氣墊導(dǎo)軌總長L0、遮光片的寬度△s,氣墊導(dǎo)軌兩端到桌面的高度差h、滑塊從由靜止釋放到經(jīng)過光時門時下滑的距離L和遮光時間△t,這一過程中:滑塊減少的重力勢能的表達(dá)式為:,滑塊獲得的動能表達(dá)式為:
1
2
M(
△s
△t
)
2
1
2
M(
△s
△t
)
2
;

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)氣墊導(dǎo)軌可以在導(dǎo)軌和滑塊之間形成一薄層空氣膜,使滑塊和導(dǎo)軌間的摩擦幾乎為零,如圖所示,讓滑塊從氣墊導(dǎo)軌的某一高度下滑,滑塊上的遮光片的寬度為△s,當(dāng)遮光片通過電門時與光電門相連的數(shù)字毫秒器顯示遮光時間為△t,則遮光片通過光電門的平均速度為v=
△s△t

(1)關(guān)于這個平均速度,有如下討論:
A.這個平均速度不能作為實驗中遮光片通過光電門時滑塊的瞬時速度
B.理論上,遮光片寬度越窄,遮光片通過光電門的平均越接近瞬時速度
C.實驗中所選遮光片并非越窄越好,還應(yīng)考慮測量時間的精確度,遮光片太窄,時間測量精度就會降低,所測瞬時速度反而不準(zhǔn)確
D.實驗中,所選遮光片越寬越好,這樣時間的測量較準(zhǔn),得到的瞬時速度將比較準(zhǔn)確.
這些討論中,正確的是:
 

(2)利用這一裝置可驗證機械能守桓定律.滑塊和遮光片總質(zhì)量記為M(kg),若測出氣墊導(dǎo)軌總長L0、遮光片的寬度△s,氣墊導(dǎo)軌兩端到桌面的高度差h、滑塊從由靜止釋放到經(jīng)過光時門時下滑的距離L和遮光時間△t,這一過程中滑塊減少的重力勢能的表達(dá)式為:
 
,滑塊獲得的動能表達(dá)式為:
 

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科目:高中物理 來源:2014屆度江蘇省揚州市高三第一學(xué)期期中檢測物理試卷(解析版) 題型:實驗題

(8分)氣墊導(dǎo)軌可以在導(dǎo)軌和滑塊之間形成一薄層空氣膜,使滑塊和導(dǎo)軌間的摩擦幾乎為零,因此可以利用氣墊導(dǎo)軌裝置來驗證機械能守恒定律。(    )

⑴如圖所示,做實驗時,將滑塊從圖示位置由靜止釋放,由數(shù)字計時器(圖中未畫出),可讀出遮光條通過光電門的時間為Δt,用游標(biāo)卡尺測得遮光條寬度為d,用刻度尺測得釋放位置到光電門中心的距離為x,氣墊導(dǎo)軌總長為L,其最右端離桌面的高度為h,滑塊和遮光條總質(zhì)量為M,已知重力加速度為g,這一過程中滑塊減少的重力勢能表達(dá)式為            ,滑塊獲得的動能表達(dá)式為             ;(以上表達(dá)式均用已知字母表示)

⑵某實驗小組在一次實驗后,通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),滑塊獲得的動能略大于其減少的重力勢能,可能的原因是                                                                。

 

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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年云南省昆明一中高三(上)月考物理試卷(10月份)(解析版) 題型:填空題

氣墊導(dǎo)軌可以在導(dǎo)軌和滑塊之間形成一薄層空氣膜,使滑塊和導(dǎo)軌間的摩擦幾乎為零,如圖1所示,讓滑塊從氣墊導(dǎo)軌是某一高度下滑,滑塊上的遮光片的寬度為△s,當(dāng)遮光片通過電門時與光電門相連的數(shù)字毫秒器顯示遮光時間為△t,則庶光片通過光電門的平均速度為v=
(1)關(guān)于這個平均速度,有如下討論:
A.這個平均速度不能作為實驗中遮光片通過光電門時滑塊的瞬時速度
B.理論上,遮光片寬度越窄,遮光片通過光電門的平均越接近瞬時速度
C.實驗中所選遮光片并非越窄越好,還應(yīng)考慮測量時間的精確度,遮光片太窄,時間測量精度就會降低,所測瞬時速度反而不準(zhǔn)確
D.實驗中,所選遮光片越寬越好,這樣時間的測量較準(zhǔn),得到的瞬時速度將比較準(zhǔn)確,這些討論中,正確的是:;
(2)利用這一裝置可驗證機械能守桓定律,如圖2.滑塊和遮光片總質(zhì)量記為M(kg),若測出氣墊導(dǎo)軌總長L、遮光片的寬度△s,氣墊導(dǎo)軌兩端到桌面的高度差h、滑塊從由靜止釋放到經(jīng)過光時門時下滑的距離L和遮光時間△t,這一過程中:滑塊減少的重力勢能的表達(dá)式為:,滑塊獲得的動能表達(dá)式為:    ;

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