如图所示为倾斜放置的气垫导轨,用来验证机械能守恒定律。已知滑块的质量为m,滑块上遮光条的宽度为d,重力加速度为g。现将滑块由静止释放,两个光电门和分别记录了遮光条通过光电门的时间和,则滑块通过两个光电门过程中的动能变化______,通过两个光电门过程中重力势能的变化______用图中所标符号表示。若两者在实验误差允许范围内相等,则滑块在下滑过程中机械能守恒。若实验中滑块以初速度下滑,则上述方法______选填“能”或“不能”验证机械能守恒。
高二物理实验题中等难度题
如图所示为倾斜放置的气垫导轨,用来验证机械能守恒定律。已知滑块的质量为m,滑块上遮光条的宽度为d,重力加速度为g。现将滑块由静止释放,两个光电门和分别记录了遮光条通过光电门的时间和,则滑块通过两个光电门过程中的动能变化______,通过两个光电门过程中重力势能的变化______用图中所标符号表示。若两者在实验误差允许范围内相等,则滑块在下滑过程中机械能守恒。若实验中滑块以初速度下滑,则上述方法______选填“能”或“不能”验证机械能守恒。
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利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图1所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动.
(1)滑块通过B点的瞬时速度可表示为 ;
(2)某次实验测得倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△Ek= ,系统的重力势能减少量可表示为△Ep= ,在误差允许的范围内,若△Ek=△Ep则可认为系统的机械能守恒;
(3)在上次实验中,某同学改变A、B间的距离,作出的v2﹣d图象如图2所示,并测得M=m,则重力加速度g= m/s2.
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利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图1所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动.
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度b,结果如图2所示,由此读出b=_____mm;
(2)某次实验测得倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△Ek=_____,系统的重力势能减少量可表示为△Ep=_____,在误差允许的范围内,若△Ek=△Ep 则可认为系统的机械能守恒;(用题中字母表示)
(3)在上次实验中,某同学改变A、B间的距离,作出的v2﹣d图象如图3所示,并测得M=m,则重力加速度g=_____m/s2.
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利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图1所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动.
(1)滑块通过B点的瞬时速度可表示为 ;
(2)某次实验测得倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△Ek= ,系统的重力势能减少量可表示为△Ep= ,在误差允许的范围内,若△Ek=△Ep则可认为系统的机械能守恒;
(3)在上次实验中,某同学改变A、B间的距离,作出的v2﹣d图象如图2所示,并测得M=m,则重力加速度g= m/s2.
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利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图1所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动.
(1)滑块通过B点的瞬时速度可表示为 ;
(2)某次实验测得倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△Ek= ,系统的重力势能减少量可表示为△Ep= ,在误差允许的范围内,若△Ek=△Ep则可认为系统的机械能守恒;
(3)在上次实验中,某同学改变A、B间的距离,作出的v2﹣d图象如图2所示,并测得M=m,则重力加速度g= m/s2.
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利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨,导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直,导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度v,实验时滑块在A处由静止开始运动。
(1)某次实验测得倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk=________,系统的重力势能减少量可表示为ΔEP=__________,在误差允许的范围内,若ΔEk=ΔEP,则可认为系统的机械能守恒;(用题中所给字母表示)
(2)按上述实验方法,某同学改变A、B间的距离,得到滑块到B点时对应的速度,作出v2—d图象如图所示,并测得M=m,则重力加速度g=____________m/s2。
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气垫导轨工作时,导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,大大减小了滑块运动时的阻力。小明同学为了验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量分别为m1、m2的滑块,滑块上固定着宽度为d的遮光片,导轨上A、B两点各有一个光电门,可以测量遮光片经过光电门的挡光时间。气垫导轨正常工作后,让两滑块以不同的速度从轨道两端开始相向运动,两滑块碰后粘在一起继续运动。光电门A记录了一个时间△t1,光电门B依次记录了三个时间△t2、△t、△t.则碰撞前两滑块的动量大小分别为_____、_____;碰撞后两滑块的动量大小分别为_____、_____。重复上述实验,多做几次,若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证。
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某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示.在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一宽度为d的遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连.滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象.
(1)实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的Δt1________Δt2(选填“>”、“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平.
(2)滑块P用细线跨过定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到电压图象如图乙所示,若Δt1、Δt2、d和m已知,要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒,还应测出的物理量是________和________.
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在“验证动量守恒定律”的实验中,气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块A、B,测得的质量分别为m1和m2,遮光板的宽度相同.实验中,用细线将两个滑块拉近使弹簧压缩,然后烧断细线,弹簧落下,两个滑块弹开,测得它们通过光电门的速率分别为υ1、υ2.用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式__________;本实验选用气垫导轨根本目的是__________________________________________.
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在“验证动量守恒定律”的实验中,气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块A、B,遮光板的宽度相同,测得的质量分别为m1和m2.实验中,用细线将两个滑块拉近使轻弹簧压缩,然后烧断细线,轻弹簧将两个滑块弹开,测得它们通过光电门的时间分别为t1、t2.
(1)图2为甲、乙两同学用螺旋测微器测遮光板宽度d时所得的不同情景.由该图可知甲同学测得的示数为______ mm,乙同学测得的示数为______ mm.
(2)用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式:______ ,被压缩弹簧开始贮存的弹性势能EP= ______ .
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