题目内容
4.利用如图所示装置“验证机械能守恒定律”.把装有遮光条的滑块放在水平气垫导轨上的A处,光电门安装在B处,滑块用细绳通过定滑轮与钩码相连.将滑块从A位置释放后,光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间为△t.测得滑块(含遮光条)质量为M、钩码总质量为m、遮光条宽度为d,当地的重力加速度为g.(1)实验中还需要测量的物理量是 (说明其物理意义并用符号表示)AB间的距离L;
(2)本实验中验证机械能守恒的表达式为mgL=$\frac{1}{2}$(M+m)($\frac{d}{△t}$)2(用以上对应物理量的符号表示);
(3)若实验数据表明系统动能增加量明显大于重力势能减少量,可能的原因是③.
①钩码总质量m远小于滑块质量M ②钩码总质量m与滑块质量M相差不大
③气垫导轨没有调水平,且左高右低 ④气垫导轨没有调水平,且左低右高.
分析 实验原理是:求出通过光电门时的速度v,测出AB间的距离L,在这个过程中,减少的重力势能能:△Ep=mgL,增加的动能$\frac{1}{2}$mv2,比较减少的重力势能与增加的动能之间的关系,验证机械能是否守恒.
解答 解:(1)为了求出运动过程中钩码减小的重力势能,则需要测量AB间的距离L;
(2)我们验证的是:△Ep与△Ek的关系,即验证:△Ep=△Ek代入得:
mgL=$\frac{1}{2}$(M+m)v2;
而v=$\frac{d}{△t}$
所以本实验中验证机械能守恒的表达式为mgL=$\frac{1}{2}$(M+m)($\frac{d}{△t}$)2
(3)如果实验结果系统动能增加量大于重力势能减少量,则可能是气垫导轨不水平造成的,气垫导轨倾斜后,由于滑块的重力势能的增加或减少没有记入,故增加的动能和减少的重力势能不相等,若左侧高,系统动能增加量大于重力势能减少量,若右侧高,系统动能增加量小于重力势能减少量,故③正确.
故选:③
故答案为:(1)AB间的距离L;
(2)mgL=$\frac{1}{2}$(M+m)($\frac{d}{△t}$)2;
(3)③
点评 正确解答实验问题的前提是明确实验原理,从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等,会起到事半功倍的效果.
练习册系列答案
相关题目
12.在图中,表示物体作匀加速直线运动的图象是( )
| A. | B. | C. | D. |
19.
如图所示,倾角为θ的斜面体c置于水平面上,小物块b置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接,连接b的一段细绳与斜面平行.在a中的沙子缓慢流出的过程中,a、b、c都处于静止状态,则下列说法正确的是( )
| A. | b对c的摩擦力可能始终增加 | B. | 地面对c的支撑力始终变大 | ||
| C. | c对地面的摩擦力方向始终向左 | D. | 滑轮对绳的作用力方向始终不变 |
9.
如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场中有三个带电粒子,它们在纸面内沿逆时针方向做匀速圆周运动,其中1和2为质子的轨迹,3为α粒子(氦核)的轨迹.三者的轨道半径关系为R1>R2>R3,并相切于P点.设v、a、T、F分别表示它们做圆周运动的线速度、加速度、周期和所受的洛伦兹力的大小,则下列判断正确的是( )
| A. | v1>v2>v3 | B. | a1>a2>a3 | C. | T1<T2<T3 | D. | F1=F2=F3 |
16.
如图所示,一块通电的铜板放在磁场中,板面垂直磁场,板内通有如图方向的电流,a、b是铜板左、右边缘的两点,则( )
| A. | 电势φa>φb | |
| B. | 电势φb>φa | |
| C. | 电流增大时,|φa-φb|增大 | |
| D. | 其他条件不变,将铜板改为NaCl水溶液时,电势结果仍然一样 |
14.
某小组同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中,所用实验器材如图,图中已用导线连接好部分实验器材.
(1)请以笔画线代替导线把实验电路连接好;
(2)实验现象记录在下表中,请完成表格
(1)请以笔画线代替导线把实验电路连接好;
(2)实验现象记录在下表中,请完成表格
| 操作步骤 | 指针是否偏转及偏转方向 | |
| 开关闭合瞬间 | 偏转 | 向右 |
| 开关断开瞬间 | 偏转 | 向左 |
| 开关闭合时,滑动变阻器不动 | 不偏转 | ----- |
| 开关闭合时迅速向右移动变阻器滑片 | 偏转 | 向右 |