问题 填空题

利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图甲所示:

小题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,结果如图乙所示,由此读出__▲______mm;

③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离___▲_______cm;

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(图甲中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间

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

小题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___▲_______和___▲_____。

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

____▲_____和____▲____。

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____▲______(重力加速度为)。

小题3:如果___▲___________,则可认为验证了机械能守恒定律。

答案

小题1:9.30    60.00(答案在59.96~60.04之间的,也给分)

小题2:                     

小题3:        

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.

解答:解:(1)l=9mm+0.05mm×6=9.30mm

s=80.00cm-20.00cm=60.00cm

(2)①由于挡光条宽度很小,因此将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度.

v1=,v2=

②根据动能的定义式得:

通过光电门1,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能为E k1=

通过光电门2,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能为E k2=

③系统势能的减少△EP=mgh=mgs

(3)如果△EP=△E k=Ek2-Ek1 即重力势能的减小量等于动能的增加量,则可认为验证了机械能守恒定律.

故答案为:(1)②9.30 ③0.6000(2)① ②

③mgs   (3)Ek2-Ek1

点评:对常见的几种测量长度工具要熟悉运用,并能正确读数.

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.

单项选择题
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