热门试卷

在验证机械能守恒定律的实验中，得到一条纸带如图所示，图中O点为打点计时器打下的第一点，可以看做重物运动的起点，若重物的质量为0.50kg，己知相邻两点时间间隔为0.02s，图中长度单位是cm，g取10/m2，则打点计时器打下B点时，重物的速度vB=______m/s．从起点O到打下B点的过程中，重力势能的减小量△EP=______J，经过计算发现动能的增加量略小于重力势能的减少量，为什么______．（以上计算结果均保留两位有效数字）

某实验小组利用气垫道轨和光电门设计了一个利用动力学方法测量物体质量并验证机械能守恒定律的实验方案．

按如图所示安装好实验设施，气垫道轨道水平放置，在其左、右适当位置各固定一个光电传感器，传感器和显示终端计算机相连，滑块通过一轻质细线沿水平方向绕过一光滑的定滑轮，细线另一端挂一个待测量质的物体P，滑块上有一个挡光条，其宽度为d，若光线被挡光条挡住，光电传感器会输出一个高电压，高电压的宽度表示挡光的时间△t，已知当地重力加速度为g．

（1）将滑块放在气垫道轨上，并控制使之静止．接通电源，使气垫道轨工作，放开滑块，计算机显示屏上得到如图乙所示的电压-时间图象．已知滑块连同挡光条的总质量为M，现要测量被吊着物体P的质量，除了要知道挡光条的宽度d、两次挡光时间△t1和△t2，滑块的质量M、还需要测量的物理量是：______（用文字说明物理意义）；

（2）若用m表示物体P的质量，要验证系统M和m的机械能守恒，其验证表达式为：______．

利用气垫导轨（摩擦可以忽略）验证系统机械能守恒定律，实验装置如图所示：

（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测量出挡光条的宽度l；

③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s；

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从计算机上（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=______和Ek2=______．

②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=______（重力加速度为g）．

（3）如果△Ep______ （用EK1和EK2表示），则可认为验证了系统机械能守恒定律．

像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，每个光电门都由光发射和接收装置组成．当有物体从光电门中间通过时，与之相连的计时器就可以显示物体的挡光时间．如图甲所示，图甲中NM是水平桌面、PM是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上相距为l的两个光电门（与之连接的计时器没有画出）．滑块A上固定着用于挡光的窄片K，让滑块A在重物B的牵引下从木板的顶端滑下，计时器分别显示窄片K通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为t1=2.50×10-2s、t2=1.25×10-2s；

（1）用游标卡尺测量窄片K的宽度（如图乙）d=______m（已知l＞＞d）；

（2）用米尺测量两光电门的间距为l=20cm，则滑块的加速度a=______m/s2（保留两位有效数字）；

（3）利用该装置还可以完成的实验有：______

A．验证牛顿第二定律

B．验证A、B组成的系统机械能守恒

C．测定滑块与木板之间的动摩擦因数

D．只有木板光滑，才可以验证牛顿第二定律

E．只有木板光滑，才可以验证A、B组成的系统机械守恒定律．