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用氣墊導軌裝置驗證機械能守恆定律

發布時間:2021-01-26 19:04:58

『壹』 利用氣墊導軌驗證機械能守恆定律,實驗裝置示意圖如圖1所示:(1)實驗步驟:①將氣墊導軌放在水平桌面上

(1)該游標卡尺的精確度為0.05mm,主尺讀數為:9mm,副尺讀數為:5×0.05mm=0.25mm,故遮光條寬度版L=9.25mm
(2)①由於擋光條寬度很小,因此權將擋光條通過光電門時的平均速度當作瞬時速度.
v1=

L
△t1
,v2=
L
△t2

通過光電門1,系統(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動能為E k1=
1
2
(M+m)(
L
△t1
2
通過光電門2,系統(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動能為E k2=
1
2
(M+m)(
L
△t2
2
②系統勢能的減少△EP=mgh=mgs.
故答案為:(1)9.25
(2)①
1
2
(M+m)(
L
△t1
2
1
2
(M+m)(
L
△t2
2
②mgs.

『貳』 用氣墊導軌驗證機械能守恆定律的裝置如圖所示,先非常仔細地把導軌調成水平,然後用墊塊把導軌一端墊高H

由於光來電門的寬度L很小,所自以我們用很短時間內的平均速度代替瞬時速度.
滑塊通過光電門1速度v1=

L
t1
=0.6m/s
滑塊通過光電門2速度v2=
L
t2
=1.5m/s
根據動能的定義式得出:
動能的增加量△EK=
1
2
m
v
2

『叄』 利用氣墊導軌驗證機械能守恆定律

由於擋光條寬度很小,因此將擋光條通過光電門時的平均速度當作瞬時速度.v1=l△t1,v2=l△t2②根據專動能的定屬義式,通過光電門1,系統(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動能為:E k1=12(M+m)(l△t1)2

『肆』 (10分)利用氣墊導軌驗證機械能守恆定律,實驗裝置示意圖如圖1所示: (1)實驗步驟:①將氣墊導軌

(1)復 9.30
(2)E k1 =

『伍』 利用氣墊導軌驗證機械能守恆定律,實驗裝置示意圖如圖甲所示: 小題1:實驗步驟:①將氣墊導軌放在水平桌


小題:9.3060.00(答案在59.96~60.04之間的,也給分)
小題2:

『陸』 某研究性學習小組利用氣墊導軌驗證機械能守恆定律,實驗裝置如圖甲所示.在氣墊導軌上相隔一定距離的兩處

(1)氣墊導軌水平,則滑塊不受外力作用做勻速直線運動,通過光電門的時間相專等.
(2)要利用屬此裝置驗證機械能守恆定律,則要計算重力勢能的變化量和動能的變化量,即mgh=

1
2
(m+M)v22?
1
2
(m+M)v12,其中v1=
d
t1
v2=
d
t2

所以還應測量滑塊的質量,兩光電感測器間距離.
故答案為:=,滑塊質量、兩光電感測器間距離.

『柒』 利用氣墊導軌(摩擦可以忽略)驗證系統機械能守恆定律,實驗裝置如圖所示:(1)實驗步驟:①將氣墊導軌

(2)①由於光電門的寬度d很小,所以我們用很短時間內的平均速度專代替瞬屬時速度.
滑塊通過光電門1速度v 1 =
l
△t 1

滑塊通過光電門2速度v 2 =
l
△t 2

系統的總動能分別為E k1 =
1
2
(M+m)(
l
△t 1
2 和E k2 =
1
2
(M+m)(
l
△t 1
2
②在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中,系統勢能的減少△E p =mgs
(3)如果滿足關系式△E p =E k2 -E k1 ,即系統重力勢能減小量等於動能增加量,則可認為驗證了機械能守恆定律.
故答案為:(2)①
1
2
(M+m)(
l
△t 1
2
1
2
(M+m)(
l
△t 1
2
②mgs
(3)=E k2 -E k1

『捌』 某學習小組想利用氣墊導軌裝置驗證機械能守恆定律,圖甲是數字計時器,a、1分別是光電門的激光發射和接收

(1)滑塊通過光電門1時的速度v1=

d
t1
0.04
0.01
=0.8m/s,
通過光電門2時的速度回v2=
d
t2
0.04
0.02
=2.0m/s
(答2)滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量△人k=人k2-人k1=
1
2
mv22-
1
2
mv12=
1
2
×0.1×4?
1
2
×0.1×0.六4=0.84J
重力勢能減我量△人p=mgh=0.1×人.8×0.31×
1
2
J=0.8六J.
(3)根據數據結構可以得出的結論為:在實驗誤差允許的范圍內,滑塊動能量增加量等於重力勢能的減少量,即機械能守恆.
故答案為:(1)0.8;2.0;
(2)0.84,0.8六
(3)在實驗誤差允許的范圍內,滑塊動能量增加量等於重力勢能的減少量,即機械能守恆.

『玖』 為了驗證機械能守恆定律,某同學使用如圖所示的氣墊導軌裝置進行實驗.其中G 1 、G 2 為兩個光電門,它們


(1)實驗開始應先調節氣墊導軌下面的螺釘,在不掛重物的情況下輕推滑塊,若滑塊做勻速直線運動,滑塊通過光電門速度相等,則光電門的擋光時間相等,證明氣墊導軌已經水平.
(2)A、滑塊經過光電門時的瞬時速度用平均速度來代替,由v=
D
△t
求出,D越小,誤差越小,故A正確.
B、本實驗不需要測量細繩對滑行器的拉力,即不需要用砝碼的質量代替細繩的拉力,所以不需要滿足砝碼的質量m應遠小於滑行器的總質量M這個條件,故B錯誤.
C、光電門G 1 、G 2 的間距x越大,x相對誤差越小,故C正確.
D、用來牽引滑行器M的細繩必須與導軌平行,以減小阻力,保持滿足實驗阻力足夠小的條件,故D錯誤.
故選:AC.
(3)滑行器經過光電門G 1 、G 2 的速度近似等於滑塊經過光電門時的平均速度,分別為:
v 1 =
D
t 1
,v 2 =
D
t 2

砝碼的重力勢能減少量為:△E p =mgx;砝碼及滑行器(連同擋光片)的動能增加量相等為:△E k =
1
2
(M+m)
v 22
-
1
2
(M+m)
v 21

若表達式△E p =△E k ,即得:mgx=
1
2
(M+m)(
D
t 2
) 2 -
1
2
(M+m)(
D
t 1
) 2 ,在誤差允許的范圍內成立,則機械能守恆定律成立.
故答案為:
(1)相等;
(2)AC;
(3)mgx=
1
2
(M+m)(
D
t 2
) 2 -
1
2
(M+m)(
D
t 1
) 2 .

『拾』 利用氣墊導軌驗證機械能守恆定律,實驗裝置如圖所示,水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌;導軌上A點處有一

⑴3.85mm⑵復 ⑷ 9.6

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