某研究*学习小组利用气垫导轨验*机械能守恒定律,实验装置如图*所示.当气垫导轨正常工作时导轨两侧喷出的气体使滑...
问题详情:
某研究*学习小组利用气垫导轨验*机械能守恒定律,实验装置如图*所示.当气垫导轨正常工作时导轨两侧喷出的气体使滑块悬浮在导轨上方,滑块运动时与导轨间的阻力可忽略不计.在气垫导轨上相隔一定距离L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变化的图线.
(1)实验前,接通电源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的△t1 △t2(选填“>”“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平.
(2)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*所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若△t1、△t2、遮光条宽度d、滑块质量M、钩码质量m、A、B间距L已知,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.
(3)若遮光条宽度d=8.400mm,A、B间的距离L=160.00cm,△t1=8.40×10﹣3s,△t2=4.20×10﹣3s,滑块质量M=180g,钩码Q质量m=20g,则滑块从A运动到B的过程中系统势能的减少量△Ep J,系统动能的增量△Ek= J.(g=9.80m/s2,计算结果保留三位有效数字)
【回答】
考点: 机械能守恒定律.
专题: 机械能守恒定律应用专题.
分析: (1)遮光条经过光电传感器A、B时间相同,说明滑块匀速运动,气垫导轨已经水平.
(2)要验*滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒,就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量,结合原理确定需要测量的物理量.根据滑块和砝码组成的系统机械能守恒列出关系式.
(3)由高度求出系统势能的减少量△Ep.由公式v=求出滑块通过两个光电门的速度,再求动能的增量.
解答: 解:(1)如果遮光条通过光电门的时间相等,即△t1=△t2,说明遮光条做匀速运动,即说明气垫导轨已经水平.
(2)要验*滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒,就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量,光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法.由于光电门的宽度很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度.
vB=,vA=
滑块和砝码组成的系统动能的增加量△Ek=(M+m)()2﹣(M+m)()2,
滑块和砝码组成的系统重力势能的减小量△Ep=mgL
可知只要满足mgL=(M+m)()2﹣(M+m)()2,系统机械能守恒.
(3)系统重力势能的减小量△Ep=mgL=0.02×9.8×1.60=0.314J.
系统动能的增加量△Ek=(M+m)()2﹣(M+m)()2=×(0.18+0.02)×[()2﹣()2]J=0.300J
故*为:
(1)=.(2).(3)0.314,0.300.
点评: 解决本题的关键掌握实验的原理,即验*系统重力势能的减小量和动能的增加量是否相等,以及掌握极限思想在物理中的运用.
知识点:机械能守恒定律
题型:实验,探究题
-
打秋千时,为使秋千越荡越高,人应有一个从直立到蹲下,又从蹲下到站直的过程.则打秋千时 A.人的机械能是守...
问题详情:打秋千时,为使秋千越荡越高,人应有一个从直立到蹲下,又从蹲下到站直的过程.则打秋千时 A.人的机械能是守恒的 B.人应在最低点站起来 C.人应在最高点站起来 D.人在最低点时失重【回答】C知识点:未分类题型:选择题...
-
阅读下面的文言文,完成1—4题。陈宗礼,字立之。少贫力学,袁甫为*东提点刑狱,宗礼往问学焉。淳祜四年,举进士。...
问题详情:阅读下面的文言文,完成1—4题。陈宗礼,字立之。少贫力学,袁甫为*东提点刑狱,宗礼往问学焉。淳祜四年,举进士。调邵武*判官,入为国子正,迁太学博士、国子监丞,转秘书省著作佐郎.入对,言火不循轨①。帝以星变为忧,宗礼曰:“上天示戒,在陛下修德布政以回天意。”又曰:“...
-
下列对诗句分析不正确的一项是( )A.“关关雎鸠,在河之洲”两句运用比喻手法,说明淑女、君子在河滩幽会,营造...
问题详情:下列对诗句分析不正确的一项是()A.“关关雎鸠,在河之洲”两句运用比喻手法,说明淑女、君子在河滩幽会,营造出一种幽静的氛围。B.“参差荇菜”一句反复使用,增强了诗歌的节奏感,也展现了《诗经》回环往复、一唱三叹的特*。C.“悠哉悠哉,辗转反侧”以行动来反映君...
-
(1)观察下图,请将下列国家的英文字母代号填入答题卡图中对应的方框内。早期殖*家:A.葡萄牙 B.英国(2)...
问题详情:(1)观察下图,请将下列国家的英文字母代号填入答题卡图中对应的方框内。早期殖*家:A.葡萄牙 B.英国(2)仔细观察该图,据图指出奴隶贸易的主要集运地的分布特点。【回答】 (1)上框B,下框A。(2)主要分布在非洲西海岸和东海岸。知识点:血腥的资本积累题型:综合题...
相关文章
- 某同学利用如图所示的气垫导轨装置验*系统机械能守恒定律.在气垫导轨上安装了两光电门1,2,滑块上固定一遮光条,...
- 利用气垫导轨验*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...
- 某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验*动量守恒定律”的实验,气垫导轨装置如图*所示,所用的气垫导轨装置由导轨、...
- 利用气垫导轨验*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处有一带长方形遮光...
- (2017石家庄二中模拟)利用气垫导轨验*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,...
- 某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验,气垫导轨装置如图*表示,所用的气垫导轨装置由导轨...
- 利用气垫导轨验*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点放置带有长方形遮...
- 利用气垫导轨验*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点有一带长方形遮光片...
- 利用气垫导轨验*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...
- 利用气垫导轨装置验*机械能守恒定律时,如图所示用垫块把导轨一端垫高H,将一质量为m的滑块由轨道上端某一处滑下,...