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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

时间:2021-06-20 11:38:22

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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

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.

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