- 试题详情及答案解析
- 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,光电传感器会输出高电平,两光电传感器再通过一个或门电路与计算机相连。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平随时间变化的图象。
(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,则图乙中的Δt1、Δt2间满足 ______关系,则说明气垫导轨已经水平。
(2)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 (写出物理量的名称及符号)。
(3)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。- 答案:(1)Δt1=Δt2;(2)滑块质量M,两光电门间距离L.(3)
- 试题分析:(1)如果遮光条通过光电门的时间相等,说明遮光条做匀速运动,即说明气垫导轨已经水平.
(2)要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒,就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量,
光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法.由于光电门的宽度很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度.;;滑块和砝码组成的系统动能的增加量.滑块和砝码组成的系统动能的重力势能的减小量△Ep=mgL;所以还应测出滑块质量M,两光电门间距离L.
(4)如果系统动能的增加量等于系统重力势能的减小量,那么滑块和砝码组成的系统机械能守恒.
即:
考点:验证机械能守恒定律.