12.
(12分)(2011·海南高考)现要通过实验验证机械能守恒定
律。实验装置如图所示。水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨底端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B两点间的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图。
(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为________。动能的增加量可表示为__________。若在运动过程中机械能守恒,
与s的关系式为
=______。
(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一
点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如表所示:
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1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
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s/m |
0.600 |
0.800 |
1.000 |
1.200 |
1.400 |
|
t/ms |
8.22 |
7.17 |
6.44 |
5.85 |
5.43 |
|
|
1.48 |
1.95 |
2.41 |
2.92 |
3.39 |
以s为横坐标,
为纵坐标,在坐标纸中描出第1到第5个数据点;根据5个数据点作直线,求得该直线的斜率k=_________×104 m-1·s-2。(保留3位有效数字)由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出
-s直线的斜率k0,将k和k0进行比较,若其差值在实验允许的范围内,则可认为此实验验证了机械能守恒定律。
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二、实验题
11.(4分)在“探究恒力做功与动能改变的关系”的实验中,钩码拉动小车运动。小车运动的距离l和小车的瞬时速度v之间的关系如表所示。
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v/cm·s-1 |
2.5 |
5 |
10 |
20 |
… |
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l/cm |
0.5 |
2 |
8 |
32 |
… |
由表可初步归纳出拉力作用的距离l和小车获得的速度v之间的关系:_____
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