現(xiàn)要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示:水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌;導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊,其總質(zhì)量為M,左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連;遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直;導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門,可以測(cè)量遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間t。用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)的距離,h表示A與C的高度差,b表示遮光片的寬度,s表示A ,B兩點(diǎn)的距離,將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作圖;

(1)若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放,則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過程中,滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量可表示為       。動(dòng)能的增加量可表示為        。若在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒,與s的關(guān)系式為= ____________.
(2)多次改變光電門的位置,每次均令滑塊自同一點(diǎn)(A點(diǎn))下滑,測(cè)量相應(yīng)的s與t值,結(jié)果如下表所示:

 
 1
2
3
4
5
s(m)
0.600
0.800
1.000
1.200
1.400
t(ms)
8.22
7.17
6.44
5.85
5.43
1/t2(104s-2
1.48
1.95
2.41
2.92
3.39
以s為橫坐標(biāo),為縱坐標(biāo),在圖2坐標(biāo)紙中描出第1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn);根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線,求得該直線的斜率k=              ×104m-1·s-2 (保留3位有效數(shù)字)。
 
由測(cè)得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出直線的斜率k0,將k和k0進(jìn)行比較,若其差值在試驗(yàn)允許的范圍內(nèi),則可認(rèn)為此試驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。

(1)         (2)  2.40

解析試題分析:(1)在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過程中,滑塊重力勢(shì)能減少量為Mgssinα=,砝碼重力勢(shì)能增加了mgs,所以滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量可表示為;滑塊及砝碼的速度為,動(dòng)能的增加量可表示為;若機(jī)械能守恒則滿足:=
整理可得:
(2)畫出直線如圖:

根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線,求得該直線的斜率k=
考點(diǎn):

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

用下列器材設(shè)計(jì)描繪電阻R0伏安特性曲線的電路
定值電阻R0(阻值約為25kΩ)
電流表A1:(量程100µA,內(nèi)阻約2kΩ);
電流表A2:(量程500µA,內(nèi)阻約300Ω)
電壓表V1:(量程10V,內(nèi)阻約100kΩ);
電流表V2:(量程50V,內(nèi)阻約500 kΩ)
電源E:(電動(dòng)勢(shì)15V,允許最大電流1A);
滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值200Ω,額定電流0.5A);
滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值20Ω,額定電流0.6A)
電鍵S,導(dǎo)線若干;為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差,要求測(cè)多組數(shù)據(jù).
(1)電流表應(yīng)選___________;電壓表應(yīng)選__________;滑動(dòng)變阻器選             
(2)在答題卷的方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

在利用方木板、彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮條、細(xì)繩套等器材探究力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)中:
(1)下列做法中正確的是       。
A.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)和只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí),橡皮條的形變量可不相同
B.作分力和合力的圖示時(shí),選的標(biāo)度必須相同
C.拉彈簧測(cè)力計(jì)時(shí),不能使彈簧測(cè)力計(jì)超出木板的邊界
D.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí),其間的夾角越大越好
(2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是      。
A.理想實(shí)驗(yàn)法    B.控制變量法    C.等效替代法    D.建立物理模型法
(3)如圖,用A、B兩個(gè)彈簧秤拉橡皮條的D點(diǎn),使其伸長(zhǎng)到E點(diǎn),現(xiàn)保持A的讀數(shù)不變,當(dāng)∠α由圖示位置減小時(shí),欲使D點(diǎn)仍在E點(diǎn)位置保持不變,則可用的方法是     

A.使B的讀數(shù)變大,β角變大?
B.使B的讀數(shù)變大,β角變小?
C.使B的讀數(shù)變小,β角變小?
D.使B的讀數(shù)變大,β角變大

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

(8分)某課外活動(dòng)小組利用豎直上拋運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
⑴某同學(xué)用20分度游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑,讀數(shù)如圖甲所示,小球直徑為   cm。圖乙所示彈射裝置將小球豎直向上拋出,先后通過光電門A、B,計(jì)時(shí)裝置測(cè)出小球通過A、B的時(shí)間分別為2.55ms、5.15ms,由此可知小球通過光電門A、B時(shí)的速度分別為vA、vB,其中vA    m/s。
⑵用刻度尺測(cè)出光電門A、B間的距離h,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,只需比較   是否相等,就可以

驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒(用題目中涉及的物理量符號(hào)表示)。
⑶通過多次的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),小球通過光電門A的時(shí)間越短,⑵中要驗(yàn)證的兩數(shù)值差越大,試分析實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的主要原因是   。

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

在一次課外活動(dòng)中,某同學(xué)用圖甲所示裝置測(cè)量放在水平光滑桌面上鐵塊A與金屬板B間的動(dòng)摩擦因數(shù)。已知鐵塊A的質(zhì)量mA=1kg,金屬板B的質(zhì)量mB=0.5kg。用水平力F向左拉金屬板B,使其向左運(yùn)動(dòng),彈簧秤的示數(shù)如圖甲所示,則A、B間的摩擦力Fμ=  __  N,A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=        。(g取10m/s2)。該同學(xué)還將紙帶連接在金屬板B的后面,通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下一系列的點(diǎn),測(cè)量結(jié)果如圖乙所示,圖中各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s,可求得拉金屬板的水平力F=      N  。

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

(1)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來分析物體運(yùn)動(dòng)情況的實(shí)驗(yàn)中,有如下基本步驟:

A.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上
B.安好紙帶
C.松開紙帶讓物體帶著紙帶運(yùn)動(dòng)
D.接通低壓交流電源
E.取下紙帶
F.斷開開關(guān)
這些步驟正確的排列順序?yàn)開_____            _。
(2) 某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所記錄的紙帶來研究做勻變速直線運(yùn)動(dòng)小車的運(yùn)動(dòng)情況。實(shí)驗(yàn)中獲得一條紙帶如圖所示。其中兩相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出。已知所用電源的頻率為50HZ,則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間為          s,打A點(diǎn)時(shí)小車運(yùn)動(dòng)的速度VA =            m/s;小車運(yùn)動(dòng)的加速度a =             m/s2.(后兩空保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

(10分)某實(shí)驗(yàn)小組采用圖所示的裝置探究“小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”,圖中小車可放置砝碼.實(shí)驗(yàn)中,小車碰到制動(dòng)裝置時(shí),鉤碼尚未到達(dá)地面,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz.

(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下:
①在小車上放入砝碼,將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并連在小車后端,用細(xì)繩連接小車和鉤碼;
②讓小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,__________,__________,小車拖動(dòng)紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn),____________,取下紙帶;
③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量,更換紙帶,重復(fù)②的操作.
(2)下圖是鉤碼質(zhì)量為0.03kg、砝碼質(zhì)量為0.02kg時(shí)得到的一條紙帶,在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及A、B、C、D和E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離S及對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v,請(qǐng)將C點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果填在表格中的相應(yīng)位置.

表1紙帶的測(cè)量結(jié)果

(3)在坐標(biāo)紙上畫出小車的速度-時(shí)間圖象(以0點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),豎直坐標(biāo)以0.30 m/s開始).
(4)根據(jù)速度-時(shí)間圖象判斷小車做的是__________直線運(yùn)動(dòng).
(5)小車的加速度大小為___     ___ m·s-2.(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位)

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

如圖甲所示,是某同學(xué)驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)裝置.其步驟如下:

a.易拉罐內(nèi)盛上適量細(xì)沙,用輕繩通過滑輪連接在小車上,小車連接紙帶.合理調(diào)整木板傾角,讓小車沿木板勻速下滑.
b.取下輕繩和易拉罐,測(cè)出易拉罐和細(xì)沙的質(zhì)量m及小車質(zhì)量M.
c.取下細(xì)繩和易拉罐后,換一條紙帶,讓小車由靜止釋放,打出的紙帶如圖乙(中間部分未畫出),O為打下的第一點(diǎn).已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為f,重力加速度為g.

(1)步驟c中小車所受的合外力為       
(2)為驗(yàn)證從O→C過程中小車合外力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系,測(cè)出BD間的距離為x0,OC間距離為x1,則C點(diǎn)的速度為       .需要驗(yàn)證的關(guān)系式為                                (用所測(cè)物理量的符號(hào)表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

(11分)某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究滑塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)步驟如下:

a.安裝好實(shí)驗(yàn)器材。
b.釋放滑塊,使滑塊沿水平桌面運(yùn)動(dòng),位移傳感器每隔0.1s給出一次滑塊與位移傳感器之間的距離。該同學(xué)取出一部分?jǐn)?shù)據(jù),并將第一組數(shù)據(jù)做為記時(shí)零點(diǎn),如下表所示。

時(shí)刻(s)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
距離(m)
0.100
0.111
0.135
0.173
0.224
0.289
0.367
0.459
0.564
0.683
0.815
c.該同學(xué)判斷出滑塊沿水平桌面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
d.分別計(jì)算出滑塊在0.1s內(nèi)、0.2s內(nèi)、0.3s內(nèi)……的位移x。
e.分別計(jì)算出位移x與對(duì)應(yīng)時(shí)間t的比值。
f.以為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo),標(biāo)出與對(duì)應(yīng)時(shí)間t的坐標(biāo)點(diǎn),畫出-t圖線。
結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)你完成下列任務(wù):
(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可知t=0時(shí)滑塊與位移傳感器之間的距離d=________m。
(2)該同學(xué)在圖2中標(biāo)出了除t=0.4s時(shí)的各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn),請(qǐng)你在該圖中標(biāo)出t=0.4s時(shí)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),并畫出-t圖線。

(3)根據(jù)-t圖線可求出滑塊的加速度a=________m/s2。(保留3位有效數(shù)字)
(4)若將-t圖線延長(zhǎng),發(fā)現(xiàn)圖線與軸有一交點(diǎn),其原因是______________________。

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