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    （6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点到导轨低端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；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=                

     

     

    【答案】

             

    【解析】

    试题分析：滑块、遮光片下降重力势能减小，砝码上升重力势能增大．所以滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量，光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法．由于光电门的宽度b很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．，根据动能的定义式得出：，若在运动过程中机械能守恒，，所以与s的关系式为

    考点：验证机械能守恒定律

     

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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    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
     
    ．若在运动过程中机械能守恒，
    1
    t2
    与s的关系式为
    1
    t2
    =
     
    ．
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    （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，
    1
    t2
    为纵坐标，在图2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=
     
    ×104 m-1?s-2（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
    1
    t2
    -s直线的斜率k0，将k和k0进行比较，若其差值在实验允许的范围内，则可认为此实验验证了机械能守恒定律．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2011?海南）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点到导轨低端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
    Mg
    h
    d
    s    -mgs
    Mg
    h
    d
    s    -mgs
    ．动能的增加量可表示为
    1
    2
    (m+M)
    b2
    t2
    1
    2
    (m+M)
    b2
    t2
    ．若在运动过程中机械能守恒，
    1
    t2
    与s的关系式为
    1
    t2
    =
    2(hM-dm)g
    (M+m)db2
    s
    =
    2(hM-dm)g
    (M+m)db2
    s

    （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，
    1
    t2
    为纵坐标，在答题卡上对应图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=
    2.40
    2.40
    ×104m-1．?s-2（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
    1
    t2
    -s    直线的斜率ko，将k和ko进行比较，若其差值在试验允许的范围内，则可认为此试验验证了机械能守恒定律．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

     现要通过实验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点到导轨低端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．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
    (
    h
    d
    M-m)gs
    (
    h
    d
    M-m)gs
    ．动能的增加量可表示为
    1
    2
    (m+M)
    b2
    t2
    1
    2
    (m+M)
    b2
    t2
    ．若在运动过程中机械能守恒，
    1
    t2
    与s的关系式为
    1
    t2
    =
    2(hM-dm)g
    (M+m)db2
    s
    2(hM-dm)g
    (M+m)db2
    s
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （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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    科目：高中物理 来源：2012届汾阳中学高三年级第一学期月考物理试卷 题型：实验题

    现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如右图所示：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点到导轨低端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；[来源:学|科|网Z|X|X|K]

     

    （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= ________. 

    来源:学,科,网Z,X,X,K]

     

    (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，结果如上表所示：以s为横坐标，为纵坐标，在答题卡上对应图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，若其差值在试验允许的范围内，则可认为此试验验证了机械能守恒定律。

     

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