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【题目】图甲为某实验小组做“验证机械能守恒定律”的实验装置,光电门 AB 固定在气垫导轨上,细线两端分别与钩码和滑块相连,重力加速度为 g

(1)实验的主要操作如下:

①按图组装好实验器材;

②让滑块从气垫导轨上光电门A 的右侧某位置由静止释放;

③记录遮光条通过光电门 AB 所用的时间分别为t1t2

④改变光电门 B 的位置,进行多次实验。

为完成该实验,还缺少的主要操作是_____

(2)实验中还需要测量的物理量有_____

①滑块的长度 D

②遮光条的宽度 d

③两个光电门之间的距离 L

④滑块(含遮光条)的质量 M

⑤钩码的质量 m

(3)对于滑块(含遮光条)和钩码组成的系统,重力势能的减少量Ep=_______;动能的增加量Ek=_____;(用上述所给的字母表示)

(4)实验小组处理采集的多组数据并在坐标系Ep-Ek中描点作图,如图乙所示,若两轴的标度相同,造成该实验结果的原因是_______

【答案】将气垫导轨调节水平 ②③④⑤ mgL 气垫导轨没有调水平且B端偏低

【解析】

(1)[1].为完成该实验,还缺少的主要操作是将气垫导轨调节水平;

(2)[2].滑块经过两个光电门时的速度分别为

则要验证的关系为

则要测量的物理量是:②遮光条的宽度 d;③两个光电门之间的距离 L;④滑块(含遮光条)的质量 M;⑤钩码的质量 m

(3)[3].对于滑块(含遮光条)和钩码组成的系统,重力势能的减少量

Ep=mgL

[4].动能的增加量

Ek=

(4)[5].根据 Ep-Ek图像,若Ep=Ek则直线倾角为45°,而现在图中直线倾角为42°,可知Ep<Ek可知原因可能是滑块的重力做正功造成的,即气垫导轨没有调水平且B端偏低。

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