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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...

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,可以测量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两点间的距离,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______
 
本题的关键是滑块和砝码组成的系统机械能守恒,在求系统减少的重力势能时注意砝码的重力势能增加了mgs,滑块和砝码的速度大小相等,可求出系统增加的动能,然后根据机械能守恒可得出与s的关系式,再讨论即可. 【解析】 (1)根据几何关系可得导轨倾角sinθ=,滑块从A到B过程中系统重力势能减少量为=Mgs.sinθ-mgs=Mgs.-mgs=-mgs 滑块速度为v=,所以系统动能增加量=(M+m)=(M+m). 若机械能守恒应有=,将上式代入整理可得=.s (2)描点、连线如图所示,斜率k=2.39 故答案为(1)-mgs,(M+m),.s         (2)如图,2.39(2.38~2.44都可以)
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考点分析:
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如图为利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)“验证机械能守恒定律”的实验装置,完成以下填空.
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实验步骤如下:
①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1m,将导轨调至水平.
②测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s.
③将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2.
④读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间△t1和△t2
⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m.
⑥滑块通过光电门1和光电门2时,可以确定系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1=______和Ek2=______
⑦在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少△Ep=______.(重力加速度为g)
⑧如果满足关系式______,则可认为验证了机械能守恒定律.
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A.小物块所受电场力逐渐减小
B.小物块具有的电势能逐渐增大
C.Q电场中M点的电势高于N点的电势
D.小物块电势能变化量的大小等于克服摩擦力做的功
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A.从A点到C点,小球a做匀加速运动
B.小球a在C点的动能大于小球b在B点的动能
C.从A点到C点,小球a的机械能先增加后减小,但机械能与电势能之和不变
D.小球a从A点到C点的过程中电场力做的功大于小球b从A点到B点的过程中电场力做的功
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A.所用的时间是manfen5.com 满分网s
B.所用的时间是2.25s
C.划痕长度是4m
D.划痕长度是0.5m
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A.两电荷的电荷量可能相等
B.两电荷在电场中运动的时间相等
C.两电荷在电场中运动的加速度相等
D.两电荷离开电场时的动能相等
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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