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如图(a)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,请结合以下实验步骤完成填空.

(1)将气垫导轨放在水平桌面上,并调节至水平.
(2)用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出钩码的总质量m.用刻度尺测出两光电门中心之间的距离s,用游标卡尺测出挡光条的宽度l,见图(b),l的读数为    cm.
(3)将滑块移至光电门A左侧某处,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门B.读出滑块分别通过光电门A和光电门B时的挡光时间△t1和△t2
(4)滑块通过光电门A和光电门B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=    .在滑块从光电门A运动到光电门B的过程中,系统势能的减少量△Ep=    .(已知重力加速度为g)
比较        ,若在实验误差允许的范围内相等,即可认为机械能是守恒的.(所有物理量均用字母表示)
【答案】分析: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d很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度.
根据功能关系得重力做功的数值等于重力势能减小量.
要注意本题的研究对象是系统.
解答:解:(1)l的读数为15mm+10×0.05mm=15.50mm=1.550cm
(2)由于光电门的宽度d很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度.
滑块通过光电门1速度v1=
滑块通过光电门2速度v2=
系统的总动能分别为Ek1=(M+m)和Ek2=(M+m)
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=mgs
比较△Ep和Ek2-Ek1,若在实验误差允许的范围内相等,即可认为机械能是守恒的.
故答案为:1.550;(M+m)(M+m);mgs;△Ep;Ek2-Ek1
点评:了解光电门测量瞬时速度的原理.
实验中我们要清楚研究对象和研究过程,对于系统我们要考虑全面.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?南京二模)如图(a)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,请结合以下实验步骤完成填空.

(1)将气垫导轨放在水平桌面上,并调节至水平.
(2)用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出钩码的总质量m.用刻度尺测出两光电门中心之间的距离s,用游标卡尺测出挡光条的宽度l,见图(b),l的读数为
1.550
1.550
cm.
(3)将滑块移至光电门A左侧某处,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门B.读出滑块分别通过光电门A和光电门B时的挡光时间△t1和△t2
(4)滑块通过光电门A和光电门B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=
1
2
(M+m)(
l
△t1
)
2
1
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(M+m)(
l
△t1
)
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和Ek2=
1
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(M+m)(
l
△t2
)
2
1
2
(M+m)(
l
△t2
)
2
.在滑块从光电门A运动到光电门B的过程中,系统势能的减少量△Ep=
mgs
mgs
.(已知重力加速度为g)
比较
△Ep
△Ep
Ek2-Ek1
Ek2-Ek1
,若在实验误差允许的范围内相等,即可认为机械能是守恒的.(所有物理量均用字母表示)

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?黄冈一模)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
t
 
1
=
=
.(填“>”“=”或“<”)
t
 
2
时,说明气垫导轨已经水平.
(2)滑块P用细线跨过定滑轮与质量为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U-t图象如图乙所示,若
t
 
1
t
 
2
、d和m已知,要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒,还应测出的物理量是
滑块质量
滑块质量
两光电传感器间距离
两光电传感器间距离

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图(a)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,请结合以下实验步骤完成填空.

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(1)将气垫导轨放在水平桌面上,并调节至水平.
(2)用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出钩码的总质量m.用刻度尺测出两光电门中心之间的距离s,用游标卡尺测出挡光条的宽度l,见图(b),l的读数为______cm.
(3)将滑块移至光电门A左侧某处,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门B.读出滑块分别通过光电门A和光电门B时的挡光时间△t1和△t2
(4)滑块通过光电门A和光电门B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=______.在滑块从光电门A运动到光电门B的过程中,系统势能的减少量△Ep=______.(已知重力加速度为g)
比较______和______,若在实验误差允许的范围内相等,即可认为机械能是守恒的.(所有物理量均用字母表示)

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科目:高中物理 来源:2012年江苏省南京市高考物理二模试卷(解析版) 题型:填空题

如图(a)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,请结合以下实验步骤完成填空.

(1)将气垫导轨放在水平桌面上,并调节至水平.
(2)用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出钩码的总质量m.用刻度尺测出两光电门中心之间的距离s,用游标卡尺测出挡光条的宽度l,见图(b),l的读数为    cm.
(3)将滑块移至光电门A左侧某处,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门B.读出滑块分别通过光电门A和光电门B时的挡光时间△t1和△t2
(4)滑块通过光电门A和光电门B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=    .在滑块从光电门A运动到光电门B的过程中,系统势能的减少量△Ep=    .(已知重力加速度为g)
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