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题文

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,x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x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x与t值。
以x为横坐标,为纵坐标,现将测得结果在图位置的坐标纸中描出如图所示;根据所描点作出直线,并求得该直线的斜率k=________×104m-1·s-2(保留三位有效数字)。

(3)由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出直线的斜率k0,若满足           条件,则可认为此实验验证了机械能守恒定律。

科目 物理   题型 实验题   难度 较难
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相关试题

在“用单摆测重力加速度”的实验中,小明同学的操作步骤为:

A.取一根细线,下端系着直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上;
B.用刻度尺量得细线长度l
C.在细线偏离竖直方向角度很小时释放小球;
D.用秒表记录小球完成n次全振动所用的总时间t,得到周期

E.用公式计算重力加速度
①为减小实验误差,小明同学应在小球经过      (选填“释放位置”或“平衡位置”)时开始计时。
②按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比_________(选填“偏大”、“相同”或“偏小”)。

如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长为。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为=     ;小球经b点的竖直速度___________;抛出点在a点上方的高度___________。(结果用表示)

在“研究平抛物体运动”的实验中,可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。
实验简要步骤如下:

A.让小球多次从静止滚下,记下小球落到水平槽的一系列位置;
B.安装好器材,注意调节斜槽和平板竖直,记下抛出点O和过抛出点O的竖直线;
C.测出曲线上某点的坐标,用算出该小球的平抛初速度,实验需要对多个点求的值,然后求它们的平均值;
D.取下白纸,以抛出点O为坐标原点,以竖直线为轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛轨迹;(1)完成上述步骤,将正确的答案填在横线上。

(2)上述实验步骤的合理顺序是(只排列序号即可)

下图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材及示意图。

①在图中用实线代替导线把它们连成实验电路。
②有哪些操作可以使电流表的指针发生偏转:
Ⅰ________________________________________
Ⅱ________________________________________
③假设在开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏转,则当螺线管A向上拔出的过程中,灵敏电流计的指针向_______偏转。(填“左”或“右”)
某同学在连接好的电路中做实验。第一次将螺线管A从螺线管B中快速抽出,第二次将螺线管A从螺线管B中慢慢抽出,发现电流计的指针摆动的幅度大小不同,第一次比第二次的幅度(填“大”或“小”),原因是线圈中的(填“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”)第一次比第二次的大。

如图所示,是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形,这时,橡皮筋对小车做的功记为W. 当我们用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放. 小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

(1)除了图中的已给出的实验器材外,还需要的器材有导线、开关
(2)实验时为了使橡皮筋对小车的弹力为小车所受的合外力,应采取的措施是
(3)下面是本实验的数据记录表


橡皮筋做的功
10个间隔的距离S(m)
10个间隔的时间T(s)
小车获得的速度vn(m/s)
小车速度的平方vn2(m/s)2
1
W
0.200
0.2
1.00
1.00
2
2W
0.280
0.2
1.40
1.96
3
3W
0.300
0.2
1.50
2.25
4
4W
0.400
0.2
2.00
4.00
5
5W
0.447
0.2
2.23
4.97

根据实验所得到的数据,请选择合理的坐标在方格纸中作出功与速度关系的图像。

(4)根据你所作出的图像,你认为功与速度的关系是

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