用如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．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，遮光片兩條豎邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)處有一光電門(mén)，測(cè)得遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間為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)間的距離．將遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度看作滑塊通過(guò)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(guò)程中，滑塊、遮光片組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量表示為△EP=______．動(dòng)能的增加量表示為△Ek=______．在滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中若機(jī)械能守恒，則與s的關(guān)系式為=______．
（2）多次改變光電門(mén)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 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40
t/ms 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43
/104s-2 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39
以s為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在如圖2的坐標(biāo)紙中已經(jīng)描出2、3、4數(shù)據(jù)點(diǎn)；請(qǐng)描出第1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，并根據(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）．實(shí)驗(yàn)中，除了必須測(cè)量g、d和h的數(shù)值外，還應(yīng)測(cè)量______的數(shù)值，并用上述測(cè)量量表達(dá)k0=______，計(jì)算出k0的值，然后將k和k0進(jìn)行比較，若其差值在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．
（1）根據(jù)幾何關(guān)系可得導(dǎo)軌傾角sinθ=
h
d

當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)下降高度h′=s?sinθ=
sh
d
，
滑塊從A到B過(guò)程中系統(tǒng)重力勢(shì)能減少量為△EP=mgh′=
mghs
d

滑塊速度為v=
b
t
，所以系統(tǒng)動(dòng)能增加量△EK=
1
2
mv2=
mb2
2t2
．
若機(jī)械能守恒應(yīng)有△EP=△EK，將上式代入整理可得
1
t2
=
ghs
b2d

（2）描點(diǎn)、連線如圖所示，

在圖中直線上取相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，讀出兩點(diǎn)坐標(biāo)，由k=可得：
k=2.40×104m-1?s-2；
根據(jù)（1）的分析可知，要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，需有：
1
t2
=
ghs
b2d
，所以實(shí)驗(yàn)中，除了必須測(cè)量g、d和h的數(shù)值外，還應(yīng)測(cè)量遮光片的寬度b的數(shù)值．
并用上述測(cè)量量表達(dá)k0=
gh
b2d
．
故答案為：（1）
mghs
d
，
mb2
2t2
，
1
t2
=
ghs
b2d
；（2）2.4）×104m-1?s-2（2.30～2.50）×104m-1?s-2都同樣給分．遮光片的寬度b，
gh
b2d
．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，一個(gè)小球從光滑斜面上無(wú)初速度滾下，然后進(jìn)入一個(gè)半徑為0.5m的光滑圓形軌道的內(nèi)側(cè)，小球恰能通過(guò)軌道的最高點(diǎn)，則小球下滑的高度h為_(kāi)_____m，通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)小球的向心加速度為_(kāi)_____m/s2．（g=10m/s2）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，按要求組裝好儀器，讓質(zhì)量m=1kg的重物自由下落做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并在紙帶上打出了一系列的點(diǎn)，如圖所示．O為打下的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.04s，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)重物速度為vB=______m/s，從打下點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中重物重力勢(shì)能的減少量為△EP=______J（取g=9.8m/s2），此過(guò)程動(dòng)能的增加量為△EK=______J．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

在用自由落體運(yùn)動(dòng)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，用天平稱(chēng)得重物的質(zhì)量為m=0.5kg，所用電源的頻率為50Hz，某同學(xué)通過(guò)正確的實(shí)驗(yàn)操作得到了一條理想的紙帶．紙帶上打出的點(diǎn)如圖所示（紙帶上的O點(diǎn)是第一個(gè)打印點(diǎn)，A、B、C、D、E分別是每打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為計(jì)時(shí)單位取的記數(shù)點(diǎn)，圖中數(shù)據(jù)單位為毫米），已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2．選擇B點(diǎn)為初始點(diǎn)，D點(diǎn)為終點(diǎn)，則從打下B點(diǎn)到打下D點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能的減少量為△Ep=______J；重物動(dòng)能的增加量為△Ek=______J；但實(shí)驗(yàn)中總存在△Ep______△Ek（填：小于、等于、大于）．（取3位有效數(shù)字）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

（1）如圖1是通過(guò)重物自由下落的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．關(guān)于本實(shí)驗(yàn)下列說(shuō)法正確的是______
A．從實(shí)驗(yàn)裝置看，該實(shí)驗(yàn)可用4-6伏的直流電源
B．用公式
1
2
mv2=mgh時(shí)，要求所選擇的紙帶第一、二兩點(diǎn)間距應(yīng)接近2mm
C．本實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量重物的質(zhì)量
D．測(cè)紙帶上某點(diǎn)的速度時(shí)，可先測(cè)出該點(diǎn)到起點(diǎn)間的時(shí)間間隔，利用公式v=gt計(jì)算
（2）在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，
①在固定弧形斜槽時(shí)，應(yīng)注意______；實(shí)驗(yàn)中，每次釋放小球應(yīng)注意______．另外，為了較準(zhǔn)確的描出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，下面列出了一些操作要求，你認(rèn)為正確的是______．
A．將木板校準(zhǔn)到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直面平行
B．在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O點(diǎn)，作為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)和坐標(biāo)系的原點(diǎn)
C．為了能盡量多地記錄小球的位置，用的X坐標(biāo)沒(méi)必要嚴(yán)格地等距離增加
D．將球的位置記錄在白紙上后，取下紙，將點(diǎn)依次用線段連接起來(lái)
②某同學(xué)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了確定小球在不同時(shí)刻所通過(guò)的位置，用如圖2所示的裝置，將一塊平木板釘上復(fù)寫(xiě)紙和白紙，豎直立于槽口前某處且和斜槽所在的平面垂直，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞在木板上留下痕跡A；將木板向后移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞在木板上留下痕跡B；又將木板再向后移距離x，小球再?gòu)男辈凵暇o靠擋板處由靜止?jié)L下，再得到痕跡C．若測(cè)得木板每次后移距離x=20.00cm，A、B間距離y1=4.70cm，B、C間距離y2=14.50cm．（g取9.80m/s2）
根據(jù)以上直接測(cè)量的物理量推導(dǎo)出小球初速度的計(jì)算公式為v0=______（用題中所給字母表示）．小球初速度值為_(kāi)_____m/s，從水平拋出到B點(diǎn)的時(shí)間為_(kāi)_____s．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會(huì)輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計(jì)算機(jī)相連．滑塊在細(xì)線的牽引下向左加速運(yùn)動(dòng)，遮光條經(jīng)過(guò)光電傳感器A、B時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)可以得到如圖乙所示的電壓U隨時(shí)間t變化的圖象．
（1）實(shí)驗(yàn)前，接通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的△t1______△t2．（填“＞”“=”或“＜”）時(shí)，說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平．
（2）遮光條寬度為d，滑塊P用細(xì)線跨過(guò)定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過(guò)計(jì)算機(jī)得到的圖象如圖乙所示，若△t1、△t2、d和鈎碼質(zhì)量m已知，要驗(yàn)證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，還應(yīng)測(cè)出的物理量是______和______（寫(xiě)出物理量的名稱(chēng)及符號(hào)）．
（3）若上述物理量間滿(mǎn)足關(guān)系式______，則表明在上述過(guò)程中滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)在選定的紙帶上依次把點(diǎn)記為1，2，3，…等計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖，紙帶上所打點(diǎn)，記錄了物體在不同時(shí)刻的位置，若物體運(yùn)動(dòng)從計(jì)數(shù)點(diǎn)2到計(jì)數(shù)點(diǎn)4過(guò)程來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，（打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T(mén)，物體的質(zhì)量為m，重力加速度為g，圖中字母表示的距離已知）．
（1）當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)“2”時(shí)，物體動(dòng)能的表達(dá)式應(yīng)該是______；
（2）在此過(guò)程中重力勢(shì)能的減少量為_(kāi)_____
（3）要驗(yàn)證的機(jī)械能守恒的表達(dá)式為：______．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

某同學(xué)用如圖所示的裝置測(cè)定重力加速度：
①電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電源為_(kāi)_____
②打出的紙帶如圖所示，與物體相連的是紙帶的______（填“左”或“右”）
③紙帶上1～9各點(diǎn)為計(jì)時(shí)點(diǎn)，則下落物體的加速度______m/s2
④若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.8m/s2，請(qǐng)列出測(cè)量值與當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹涤胁町惖囊粋�(gè)原因______．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖，有一寬為L(zhǎng)足夠長(zhǎng)的光滑水平平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌處于豎直向上勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直導(dǎo)軌靜止放有兩根相同的金屬棒，每根棒質(zhì)量均為M，t =0時(shí)刻開(kāi)始，給金屬棒1一水平向右的外力，使金屬棒1在很短時(shí)間內(nèi)達(dá)到速度v0，之后保持v0不變. 此時(shí)棒1成為了一個(gè)最簡(jiǎn)單的發(fā)電機(jī)，而棒2成為了一個(gè)簡(jiǎn)單電動(dòng)機(jī)，已知t = t0時(shí)刻，金屬棒2也達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的速度，且此過(guò)程中導(dǎo)體棒2產(chǎn)生焦耳熱為Q，則
A．棒2的穩(wěn)定速度也為v0
B．作用于棒2的安培力做正功，做的功W ="Q"
C．外力做功為
D．作用于棒1的安培力做負(fù)功，產(chǎn)生電能E=

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案