某学习小组用图示的实验装置验证“机械能守恒定律．他们在气垫导轨上安装了一个光电门B.滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与钩码相连.每次滑块都从A处由静止释放．(1)下列实验要求中不必要的一项是D(请填写选项前对应的字母)．A．应将气垫导轨调至水平B．应使细线与气垫导轨平行C．应使A位置与光电门B间的距离适当大些D．应使钩码质量远小于� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

16．

某学习小组用图示的实验装置验证“机械能守恒定律”．他们在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块（带遮光条）用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与钩码相连，每次滑块都从A处由静止释放．
（1）下列实验要求中不必要的一项是D（请填写选项前对应的字母）．
A．应将气垫导轨调至水平
B．应使细线与气垫导轨平行
C．应使A位置与光电门B间的距离适当大些
D．应使钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量
（2）实验时，已知滑块（带遮光条）的质量M，钩码质量m，A、B间的距离L，遮光条的宽度为d和遮光条通过光电门的时间为t，重力加速度为g，则满足的关系式$mgL=\frac{1}{2}（M+m）（\frac{d}{t}）^{2}$（用M、m、g、L、d、t表示）即可验证从A到B过程系统机械能守恒．

分析（1）根据实验的原理和注意事项确定不必要的步骤．
（2）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块通过光电门的瞬时速度，从而得出系统动能的增加量，结合系统重力势能的减小量得出机械能守恒满足的表达式．

解答解：（1）验证系统机械能守恒，应将气垫导轨调至水平，使细线与气垫导轨平行，为了减小误差，A位置与光电门的距离适当大一些．实验中不需要满足钩码重力等于绳子的拉力，则不需要使钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量，故A、B、C正确，D错误．
本题选不必要的步骤，故选：D．
（2）滑块通过光电门的瞬时速度$v=\frac{d}{t}$，则系统动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}（M+m）{v}^{2}$=$\frac{1}{2}（M+m）（\frac{d}{t}）^{2}$．
系统重力势能的减小量△E_p=mgL，
则系统机械能守恒满足的表达式为：mgL=$\frac{1}{2}（M+m）（\frac{d}{t}）^{2}$．
故答案为：（1）D，（2）mgL=$\frac{1}{2}（M+m）（\frac{d}{t}）^{2}$．

点评解决本题的关键知道实验的原理，抓住系统重力势能的减小量和动能的增加量是否相等进行验证，知道极短时间内的平均速度等于瞬时速度．

练习册系列答案

相关题目

9．

如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为11：2，原线圈两端的输入正弦交流电压B表达式u=220$\sqrt{2}$sin100πt（V），副线圈两端所接的电压表为理想电压表，定值电阻R₀=10Ω，滑动变阻器R的阻值变化范围为0～20Ω，下列说法正确的是（　　）

	A．	电压表的示数为40V
	B．	副线圈输出电压的频率为50Hz
	C．	滑动变阻器R消耗功率的最大值为20W
	D．	滑动变阻器滑片向下移动，变压器的输出功率不变

7．