某实验小组用如图1所示的装置来验证机械能守恒定律。弯曲的气垫导轨放到桌面上,在其末端两侧安置好光电门,滑块上固定遮光条。
(1)实验时要调整气垫导轨水平。接通气源,调整气垫导轨底座调节水平的螺丝,如果滑块_________,则表示气垫导轨调整至水平状态。
(2)实验前先用刻度尺测出遮光条的宽度d,示数如图2所示,则d=_________。
(3)将滑块从倾斜的气垫导轨某位置由静止释放,记录滑块通过光电门时的遮光时间,则可以求得滑块经过光电门时的速度v=_________。(实验中所测物理量的符号表示)
(4)已知重力加速度为g,改变滑块从倾斜的气垫导轨上由静止释放时的位置,测量H和,在误差允许的范围内,如果满足_________,即可验证机械能守恒。(实验中所测物理量的符号表示)
高一物理实验题中等难度题
某实验小组用如图1所示的装置来验证机械能守恒定律。弯曲的气垫导轨放到桌面上,在其末端两侧安置好光电门,滑块上固定遮光条。
(1)实验时要调整气垫导轨水平。接通气源,调整气垫导轨底座调节水平的螺丝,如果滑块_________,则表示气垫导轨调整至水平状态。
(2)实验前先用刻度尺测出遮光条的宽度d,示数如图2所示,则d=_________。
(3)将滑块从倾斜的气垫导轨某位置由静止释放,记录滑块通过光电门时的遮光时间,则可以求得滑块经过光电门时的速度v=_________。(实验中所测物理量的符号表示)
(4)已知重力加速度为g,改变滑块从倾斜的气垫导轨上由静止释放时的位置,测量H和,在误差允许的范围内,如果满足_________,即可验证机械能守恒。(实验中所测物理量的符号表示)
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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变化的图像。
(1)实验前,接通电源,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)用仪器测遮光条宽度d。
(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图像如图乙所示,若Δt1、Δt2和d已知,要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒,还应测出____________和____________(写出物理量的名称及符号)。
(4)若上述物理量间满足关系式__________________________,则表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒。
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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(填“>”“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平。
(2)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与钩码Q相连,钩码Q的质量为m。将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若Δt1、Δt2、d和重力加速度g已知,要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒,还应测出 和 (写出物理量的名称及符号)。
(3)若上述物理量间满足关系式 ,则表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒。
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某实验小组用如图所示的气垫导轨完成“验证动量守恒”的实验。图中A、B是带有碰撞装置和遮光片的滑块,可在气垫导轨上无摩擦地滑动。光电门C、D固定,通过光电计时器(图中未画出)可测出遮光片通过光电门的时间。主要实验步骤如下:
(ⅰ)用天平分别测出A、B两滑块的质量并记录。
(ⅱ)用游标卡尺分别测出A、B两滑块上遮光片的宽度并记录。
(ⅲ)调整气垫导轨使之水平。
(ⅳ)将滑块A、B静止放在气垫导轨的图示位置上。
(ⅴ)给A一个水平冲量,使之水平向右运动,观察A、B碰撞的情况,记录A、B上的遮光片经过光电门C、D的时间。
(ⅵ)重复步骤ⅳ、ⅴ三至五次。
(ⅶ)分析数据,得出结论。
若某次实验步骤(ⅴ) 中滑块A两次经过光电门C,实验记录如下
mA(g) | mB(g) | dA(cm) | dB(cm) | 滑块A第一次经过C的时间(ms) | 滑块A第二次经过C的时间(ms) | 滑块B经过D的时间(ms) |
150 | 1.00 | 1.00 | 5.00 | 25.00 | 6.25 |
请回答下列问题
(1)两滑块碰后滑块B的速度大小________m/s;
(2)实验记录过程中滑块A的质量忘记记录了,根据你的分析,滑块A的质量mA=_____g;
(3)步骤(ⅲ)的目的是__________________________________。
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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,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.
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利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示,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和一质量为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做滑块通过B点的瞬时速度,滑块在A处由静止开始运动。
(1)实验测得倾角θ=30°,重力加速度为g,滑块从A到达B时m和M组成的系统动能增加量为ΔEk=____________,系统的重力势能减少量可为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.(用题中字母表示)
(2)改变A、B间距离,作出v2-d图象如图乙,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,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.
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某学习小组用图示的实验装置验证“机械能守恒定律”。他们在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块(带遮光条)用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与钩码相连,每次滑块都从A处由静止释放。
(1)下列实验要求中不必要的一项是__________(请填写选项前对应的字母)。
A.应将气垫导轨调至水平
B.应使细线与气垫导轨平行
C.应使A位置与光电门B间的距离适当大些
D.应使钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量
(2)用螺旋测微器测量遮光条宽度d,测量结果如图所示,则d=________ mm.
(3)实验时,已知滑块(带遮光条)的质量M,钩码质量m,A、B间的距离L,遮光条的宽度为d和遮光条通过光电门的时间为t,重力加速度为g,则满足的关系式_________(用M、m、g、L、d、t表示)即可验证从A到B过程系统机械能守恒。
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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 |
(×104s-2) | 1.48 | 1.95 | 2.41 | 2.92 | 3.39 |
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(10分)现要通过实验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的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨底端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B两点的距离,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。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图;
(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_____。动能的增加量可表示为_________。若在运动过程中机械能守恒,与s的关系式为= ________。
(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如下表所示:
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为横坐标,为纵坐标,请你在图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点;根据5个数据点作直线,求得该直线的斜率k=__________(保留3位有效数字)。
由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出直线的斜率,将k和进行比较,若其差值在实验误差允许的范围内,则可认为此实验验证了机械能守恒定律。
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