气垫导轨通过小气孔喷出压缩空气,使得滑块运动时受到导轨的阻力很小,现在一气垫导轨上固定有相距的光电门1和光电门2,连接的光电计时器可以自动记录遮光物体通过光电门的时间,用此气垫导轨来验证机械能守恒定律。把气垫导轨倾斜,让带有宽度的遮光条的滑块从斜面的顶端由静止滑下,光电计时器显示的挡光时间分别为,。已知滑块(含遮光条)的质量,光电门1和2之间的距离,取重力加速度大小。(结果均保留两位有效数字)
(1)滑块经过光电门1时的速度大小_______ ;
(2)滑块通过光电门1、2之间动能的增加量为_______ ,重力势能的减少量为______ ;
(3)动能的增加量与重力势能的减少量不完全相等的原因可能是______ 。(任写一条)
(1)滑块经过光电门1时的速度大小
(2)滑块通过光电门1、2之间动能的增加量为
(3)动能的增加量与重力势能的减少量不完全相等的原因可能是
更新时间:2021-07-10 18:12:09
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【知识点】 用光电门验证动能定理
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【推荐1】用如图甲所示的实验装置完成“探究动能定理”实验。请补充完整下列实验步骤的相关内容。
(1)用天平测量小车和遮光片的总质量、砝码盘的质量(不含盘中砝码);用游标卡尺测量遮光片的宽度,游标卡尺的示数如图乙所示,其读数为______ ;按图甲所示安装好实验装置,用米尺测量两光电门、之间的距离;
(2)在砝码盘中放入适量砝码;反复调节长木板的倾角,直到轻推小车,遮光片先后经过光电门和光电门的时间相等为止;
(3)取下细线和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量;
(4)让小车从靠近滑轮处由静止释放,用数字毫秒计时器分别测出遮光片经过光电门和光电门所用的时间和;
(5)在步骤(4)中,小车从光电门下滑至光电门的过程中,小车所受合外力做的总功______ (用上述步骤中的物理量表示,重力加速度为,下同),小车的动能变化量______ ,比较和的值,找出两者之间的关系;
(6)重新挂上细线和砝码盘,改变砝码盘中砝码质量,重复(2)~(5)步骤;
(7)经过多次反复实验,我们可以得出结论:在忽略实验误差的情况下,_______ ;
(8)本实验中,以下操作或要求是为了减小实验误差的是_______ (填选项前面的字母代号)。
A. 尽量减小两光电门间的距离
B. 调整滑轮,使细线与长木板平行
C. 砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
(1)用天平测量小车和遮光片的总质量、砝码盘的质量(不含盘中砝码);用游标卡尺测量遮光片的宽度,游标卡尺的示数如图乙所示,其读数为
(2)在砝码盘中放入适量砝码;反复调节长木板的倾角,直到轻推小车,遮光片先后经过光电门和光电门的时间相等为止;
(3)取下细线和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量;
(4)让小车从靠近滑轮处由静止释放,用数字毫秒计时器分别测出遮光片经过光电门和光电门所用的时间和;
(5)在步骤(4)中,小车从光电门下滑至光电门的过程中,小车所受合外力做的总功
(6)重新挂上细线和砝码盘,改变砝码盘中砝码质量,重复(2)~(5)步骤;
(7)经过多次反复实验,我们可以得出结论:在忽略实验误差的情况下,
(8)本实验中,以下操作或要求是为了减小实验误差的是
A. 尽量减小两光电门间的距离
B. 调整滑轮,使细线与长木板平行
C. 砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
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名校
【推荐2】某同学用如图所示装置测量动摩擦因数并验证动能定理。侧面装有标尺的长木板一端着地,一端用垫木垫高,标尺的 0 刻度刚好与水平地面接触,光电门 1、2 固定在长木板的侧面,由标尺可以测出两光电门间的距离为 L0,挡光片的宽度为 d,垫木的高为 h,已知重力加速度为 g,滑块和挡光片的总质量为 m。
(1)某实验中,该同学测得滑块通过光电门 1 时挡光片的挡光时间为 t,则滑块通过光电门 1 的速度大小可近似为 v =__________ 。
(2)移动垫木的位置,直到轻推滑块后,滑块通过两光电门时挡光片挡光时间相等,记录这时垫木与标尺接触点的示数L1,则滑块与木块间的动摩擦因数为 μ=____________ 。
(3)将垫木向左明显移动一段距离,记录此时垫木与标尺接触点的示数 L2,将滑块放在长木板上由静止释放,记录滑块通过光电门 1、2 时挡光片挡光时间分别为 t1、t2,则滑块运动过程中受到的合外力大小为_________________ ,如果表达式_______________________________ 成立,则动能定理得到验证。(均用m、g、h、d、L0、L1、L2表达)
(1)某实验中,该同学测得滑块通过光电门 1 时挡光片的挡光时间为 t,则滑块通过光电门 1 的速度大小可近似为 v =
(2)移动垫木的位置,直到轻推滑块后,滑块通过两光电门时挡光片挡光时间相等,记录这时垫木与标尺接触点的示数L1,则滑块与木块间的动摩擦因数为 μ=
(3)将垫木向左明显移动一段距离,记录此时垫木与标尺接触点的示数 L2,将滑块放在长木板上由静止释放,记录滑块通过光电门 1、2 时挡光片挡光时间分别为 t1、t2,则滑块运动过程中受到的合外力大小为
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【推荐3】某同学利用如图甲所示的实验装置探究合外力做功与物体动能改变量之间的关系。
实验步骤如下:
①用游标卡尺测量遮光条的宽度d,测得小车(含遮光条)的质量为M,用刻度尺测出两光电门中心间的距离为L,调节滑轮高度,让细线与木板始终平行,已知重力加速度为g;
②挂上沙桶,调节木板的倾角,使小车沿木板下滑时通过甲、乙两光电门的遮光时间相同;
③取下沙桶,测得沙和沙桶的总质量为m,将小车从木板上端由静止释放,分别记录小车通过两光电门甲、乙时的遮光时间t1、t2;
④改变沙桶总质量和木板倾角,重复步骤②③;
⑤进行数据处理。
回答下列问题:
(1)取下沙桶后,小车加速运动过程中受到的合外力大小为____________ (用所给物理量符号表示);
(2)若小车下滑过程中满足表达式___________________ (用所给物理量符号表示),则说明合外力做的功等于动能的改变量。
实验步骤如下:
①用游标卡尺测量遮光条的宽度d,测得小车(含遮光条)的质量为M,用刻度尺测出两光电门中心间的距离为L,调节滑轮高度,让细线与木板始终平行,已知重力加速度为g;
②挂上沙桶,调节木板的倾角,使小车沿木板下滑时通过甲、乙两光电门的遮光时间相同;
③取下沙桶,测得沙和沙桶的总质量为m,将小车从木板上端由静止释放,分别记录小车通过两光电门甲、乙时的遮光时间t1、t2;
④改变沙桶总质量和木板倾角,重复步骤②③;
⑤进行数据处理。
回答下列问题:
(1)取下沙桶后,小车加速运动过程中受到的合外力大小为
(2)若小车下滑过程中满足表达式
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