题目内容
某研究性学习小组利用气垫导轨进行验证机械能守恒定律实验,实验装置如图甲所示。将气垫导轨水平放置,在气垫导轨上相隔一定距离的两点处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定有遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器便会输出高电压,并由计算机显示出来。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。![]()
(1)实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,放手使其自由滑动,若图乙中的Δt1 Δt2(选填“>”、“=”或“<”),则说明气垫导轨已经水平。
(2)用游标卡尺测遮光条宽度d ,测量结果如图丙所示,则d = mm。 ![]()
(3)用细线通过气垫导轨左端的定滑轮将滑块P与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由如图甲所示位置释放,通过计算机得到的图像如图乙所示,若Δt1、Δt2和d已知,要验证机械能是否守恒,还应测出
和 (写出物理量的名称及符号)。
(4)若上述物理量间满足关系式 ,则表明在滑块和砝码的运动过程中,系统的机械能守恒。
(1)等于 (2)0.15mm (3) 滑块质量M ,两光电门间距离L
(4)![]()
解析试题分析:当导轨水平时,滑块通过光电门时间相等,游标卡尺读数为0+3×0.05=0.15mm,钩码重力势能的减少量等于钩码和滑块动能的增加量,因此需要测量滑块的质量M和两光电门间距离L,验证系统机械能守恒定律的表达式为
。
考点:本题考查验证机械能守恒定律实验。
某同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池”,该同学利用下列所给器材测量该“水果电池”的电动势E和内阻r.
| A.电流表A1(量程0.6 A,内阻约1 Ω) | B.电流表A2(量程20 mA,内阻约50 Ω) |
| C.电压表V1(量程4 V,内阻约4 kΩ) | D.电压表V2(量程15 V,内阻15 kΩ) |
G.待测“水果电池”(电动势E约为4 V,内阻r约为200 Ω) H.开关S,导线若干
(1)为尽量减小实验的误差,实验中电流表选择________;电压表选择________;滑动变阻器选________.
请在虚线方框中画出实验电路图;
(2)该同学实验中记录的6组对应的数据如下表,试根据表中数据在图中描点画出U-I图线;由图线可得,“水果电池”的电动势E=________V,内电阻r=________Ω.
如图所示,是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,,其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.27cm。![]()
(1)下表列出了打点计时器打下B、D、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下C、E两点时小车的瞬时速度(保留三位有效数字)。
| 位置 | B | C | D | E | F |
| 速度(m·s-1) | 0.737 | | 0.864 | | 0.994 |
(3)根据你画出的小车的速度—时间的关系图线计算出的小车的加速度
a=________m/s2。(保留两位有效数字)