20.用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;
C.用天平测量出重锤的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,然后接通电源开关打出一条纸带;
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
其中没有必要或者操作不恰当的步骤是BCD(填写选项对应的字母).
(2)如图2所示是实验中得到一条纸带,将起始点记为O,并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点,分别记为A、B、C、D、E、F,量出与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6,使用交流电的周期为T,设重锤质量为m,则在打E点时重锤的动能为$\frac{m({h}_{6}-{h}_{4})^{2}}{8{T}^{2}}$,在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为mgh5.(请用此题中的字母表示结果)
③在本实验中发现,重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能,主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,为了测定阻力大小,可算出(2)问中纸带各点对应的速度,分别记为v1至v6,并作vn2-hn图象,如图3所示,直线斜率为k,则可测出阻力大小为$m(g-\frac{k}{2})$.
18.利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图所示:
(1)实验步骤:
①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1m,将导轨调至水平.
②测量挡光条的宽度l和两个光电门间的距离s,其中s的示数如图所示,由此读出s=60.00cm.
③将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2.
④从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1、2所用的时间△t1和△t2
⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m.
(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式:
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1=$\frac{l}{△{t}_{1}}$和v2=$\frac{l}{△{t}_{2}}$.
②当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1=$\frac{1}{2}(M+m)\frac{{l}^{2}}{△{{t}_{1}}^{2}}$和Ek2=$\frac{1}{2}(M+m)\frac{{l}^{2}}{△{{t}_{2}}^{2}}$.
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少△Ep=mgs(重力加速度为g).
(3)如果△Ep=$\frac{1}{2}(M+m)\frac{{l}^{2}}{△{{t}_{2}}^{2}}$-$\frac{1}{2}(M+m)\frac{{l}^{2}}{△{{t}_{1}}^{2}}$,则可认为验证了机械能守恒定律.
(4)以下措施,可减小实验误差的是BC(填选项的字母).
A.适当增大挡光条的宽度l
B.适当减小挡光条的宽度l
C.适当增大两光电门间的距离s
D.适当减小两光电门间的距离s
E.使托盘和砝码的总质量m与滑块和挡光条的总质量M满足m<<M.
 0  132667  132675  132681  132685  132691  132693  132697  132703  132705  132711  132717  132721  132723  132727  132733  132735  132741  132745  132747  132751  132753  132757  132759  132761  132762  132763  132765  132766  132767  132769  132771  132775  132777  132781  132783  132787  132793  132795  132801  132805  132807  132811  132817  132823  132825  132831  132835  132837  132843  132847  132853  132861  176998 

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