问题补充:
(?海南)利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图1所示:
(1)实验步骤:
①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于lm,将导轨调至水平;
②用游标卡尺测量挡光条的宽度l,结果如图2所示,由此读出l=9.30
9.30
mm;
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=0.6000
0.6000
m;
④将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2;
⑤从数字计时器(图1中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间△t1和△t2;
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m.
(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式:
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1=l△t1
l△t1
和v2=l△t2
l△t2
.
②当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1=12(M+m)(l△t1)2
12(M+m)(l△t1)2
和E k2=12(M+m)(l△t2)2
12(M+m)(l△t2)2
.
③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
mgs
(重力加速度为g).
(3)如果△EP=Ek2-Ek1
Ek2-Ek1
,则可认为验证了机械能守恒定律.
答案:
答案:分析:解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项.
不同的尺有不同的精确度,注意单位问题.
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l很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度.
纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度,从而求出动能.根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值.
利用气垫导轨验证机械能守恒定律.实验装置示意图如图1所示:(1)实验步骤:①将气垫导轨放在