题目内容
19.某实验小组同学使用如图所示的气垫导轨装置进行实验,验证机械能守恒定律,其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2光电门时,光束被挡光片遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录,滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D,光电门间距为x,牵引砝码的质量为m,回答下列问题.(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,使气垫导轨水平.
(2)滑块两次过光电门时的瞬时速度可表示为:v1=$\frac{D}{△{t}_{1}}$,v2=$\frac{D}{△{t}_{2}}$
(3)实验时,甲同学说本实验中要求满足m《M的条件下才能做,乙说不需要满足这个条件,你认为谁对?乙.
(4)在本实验中,验证机械能守恒定律的关系式应该是(用题中给出的所测量的符号表示):mgx=$\frac{1}{2}(M+m)(\frac{{D}^{2}}{△{{t}_{2}}^{2}}-\frac{{D}^{2}}{△{{t}_{1}}^{2}})$.
分析 根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑行器通过两个光电门的瞬时速度.
研究系统机械能守恒,不需要满足m远远小于M.
根据系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量得出系统机械能守恒的表达式.
解答 解:(2)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知,${v}_{1}=\frac{D}{△{t}_{1}}$,${v}_{2}=\frac{D}{△{t}_{2}}$.
(3)实验可以验证系统机械能守恒,不需要满足m远远小于M,故乙对.
(4)系统重力势能的减小量为mgx,系统动能的增加量为$\frac{1}{2}(M+m)({{v}_{2}}^{2}-{{v}_{1}}^{2})$=$\frac{1}{2}(M+m)(\frac{{D}^{2}}{△{{t}_{2}}^{2}}-\frac{{D}^{2}}{△{{t}_{1}}^{2}})$,所以验证机械能守恒的关系式为:mgx=$\frac{1}{2}(M+m)(\frac{{D}^{2}}{△{{t}_{2}}^{2}}-\frac{{D}^{2}}{△{{t}_{1}}^{2}})$.
故答案为:(2)$\frac{D}{△{t}_{1}}$,$\frac{D}{△{t}_{2}}$,(2)乙,(3)mgx=$\frac{1}{2}(M+m)(\frac{{D}^{2}}{△{{t}_{2}}^{2}}-\frac{{D}^{2}}{△{{t}_{1}}^{2}})$.
点评 解决本题的关键知道极短时间内的平均速度等于瞬时速度,以及知道本题研究的对象是系统,抓住系统重力势能的减小量和动能的增加量列式,难度不大.
练习册系列答案
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4.一个空心球壳里面注满水,球的正下方有一个小孔,当水从小孔慢慢流出直至流完的过程中,下列关于重心说法正确的是( )
A. | 重心始终在球壳上 | B. | 重心有可能不在球壳上 | ||
C. | 先升高后降低 | D. | 先降低后升高 |
7.某实验小组利用如图1所示的实验装置来探究当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系.
①在本次实验中,实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验,得到如表所示的实验数据.通过分析表中数据后,你得出的结论是在合外力不变的情况下,物体运动的加速度跟物体的质量成反比;当合外力一定时,在误差允许的范围内,物体质量和加速度的乘积近似相等.
②现需通过图象进一步验证你的结论,请利用表格数据,在如图2所示坐标系中描点作出相应图.
①在本次实验中,实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验,得到如表所示的实验数据.通过分析表中数据后,你得出的结论是在合外力不变的情况下,物体运动的加速度跟物体的质量成反比;当合外力一定时,在误差允许的范围内,物体质量和加速度的乘积近似相等.
m(g) | a(m/s2) | ma |
250 | 2.02 | |
300 | 1.65 | |
350 | 1.33 | |
400 | 1.25 | |
500 | 1.00 | |
800 | 0.63 |
4.如图,内阻为r电动势为?的直流电动机给一组并联电灯供电,下列说法正确的是( )
A. | 当电灯盏数增多时,发电机内部的发热功率减小 | |
B. | 当电灯盏数减少时,每盏灯的功率要增大 | |
C. | 当电灯盏数增加时,要使灯的亮度保持不变则串联在电路中的R的触头应向右移 | |
D. | 当电灯盏数增加时,要使灯的亮度保持不变,则R的触头应向左移 |