题目列表(包括答案和解析)
为了验证机械能守恒定律,某同学使用如图所示的气垫导轨装置进行实验。其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器M通过G1、G2光电门时,光束被滑行器M上的挡光片遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录,滑行器连同挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D,两光电门中心间的距离为x,牵引砝码的质量为m,细绳不可伸长且其质量可以忽略,重力加速度为g。该同学想在水平的气垫导轨上,只利用以上仪器,在滑行器通过G1、G2光电门的过程中验证机械能守恒定律,请回答下列问题:
(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺母,使气垫导轨水平。请在以下空白处填写实验要求。
在不增加其他测量器材的情况下,调水平的步骤是:取下牵引砝码m,接通气垫导轨装置的电源,调节导轨下面的螺母,若滑行器M放在气垫导轨上的任意位置都能保持静止,或者轻推滑行器M,M分别通过光电门G1、G2的时间 ,则导轨水平。
(2)当气垫导轨调水平后,在接下来的实验操作中,以下操作合理的是( )
A.挡光片的宽度D应尽可能选较小的
B.选用的牵引砝码的质量m应远小于滑行器的总质量M
C.为了减小实验误差,光电门G1、G2的间距x应该尽可能大一些
D.用来牵引滑行器M的细绳可以与导轨不平行
(3)在每次实验中,若表达式 (用M、g、m、Δt1、Δt2、D、x表示)在误差允许的范围内成立,则机械能守恒定律成立。
某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用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d = mm。
③滑块P用细线跨过气垫导轨的定滑轮与质量为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象如图乙所示,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。
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。
⑴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。
⑵用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d = mm。
⑶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象如图乙所示,若Δt1、Δt2和d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 和 (写出物理量的名称及符号)。
⑷若上述物理量间满足关系式 ,则表明在上述过程中,滑块和砝码组成的系统机械能守恒。
(10分)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。
⑴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。
⑵用游标卡尺测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d =??? mm。
⑶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和d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??? 和??? (写出物理量的名称及符号)。
⑷若上述物理量间满足关系式????? ,则表明在上述过程中,滑块和砝码组成的系统机械能守恒。
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