現(xiàn)要通過實驗驗證機械能守恒定律．實驗裝置如圖1所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌；導軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導軌垂直；導軌上B點有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t,用d表示A點到導軌底端C點的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A、B兩點間的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度．用g表示重力加速度．完成下列填空和作圖：
（1）若將滑塊自A點由靜止釋放，則在滑塊從A運動至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為Mgshd-mgsMgshd-mgs，動能的增加量可表示為12（M+m）（bt）212（M+m）（bt）2．若在運動過程中機械能守恒，1t2與s的關(guān)系式為1t2=2（Mgh-mgd）s（M+m）db22（Mgh-mgd）s（M+m）db2．
（2）多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點（A點）下滑，測量相應的s與t值，結(jié)果如下表所示：
M
gsh
d
M
gsh
d
1
2
（
b
t
）
2
1
2
（
b
t
）
2
1
t
2
1
t
2
2
（
M
gh
-
mgd
）
s
（
M
+
m
）
d
b
2
2
（
M
gh
-
mgd
）
s
（
M
+
m
）
d
b
2
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| 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 t 2 |
1.48 | 1.95 | 2.41 | 2.92 | 3.39 |
1
t
2
2.39（2.38～2.44都可以）
2.39（2.38～2.44都可以）
×104m-1?s-2（保留3位有效數(shù)字）．由測得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計算出1
t
2
【考點】驗證機械能守恒定律．
【答案】-mgs；（M+m）；；2.39（2.38～2.44都可以）
M
gsh
d
1
2
（
b
t
）
2
2
（
M
gh
-
mgd
）
s
（
M
+
m
）
d
b
2
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：105引用：6難度：0.5
相似題
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1．某物理興趣小組用如圖所示裝置探究自由落體運動的規(guī)律。
（1）下面是該小組實驗時的操作步驟，正確的順序為 。
A．將鐵架臺放在水平桌面上，把打點計時器固定在鐵架臺上
B．安放紙帶
C．松開紙帶讓重錘帶著紙帶下落
D．接通電源
（2）該小組按上述步驟打出一條紙帶，他們在紙帶上取連續(xù)的7個點進行研究，并用刻度尺測出相鄰兩點之間的距離，x1=0.59cm,x2=0.97cm,x3=1.35cm,x4=1.74cm,x5=2.11cm,x6=2.49cm,電磁打點計時器的電源頻率為50Hz。
①根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算，該重錘自由下落的加速度是 m/s2（保留3位有效數(shù)字）。
②已知當?shù)氐闹亓铀俣葹?.80m/s2，請列出測量值與當?shù)刂亓铀俣戎涤胁町惖囊粋€原因 。
發(fā)布：2024/12/30 2:0:2組卷：18引用：3難度：0.7 -
2．某同學用如圖甲所示的實驗裝置“驗證機械能守恒定律”，實驗所用的電源為學生電源，可以提供輸出電壓為8V的交變電流和直流電，交變電流的頻率為50Hz。重錘從高處由靜止開始下落，電磁打點計時器在紙帶上打出一系列的點，對紙帶上的點測量并分析，即可驗證機械能守恒定律。
（1）他進行了下面幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器材；
B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；
C．用天平測出重錘的質(zhì)量；
D．先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶；
E.測量紙帶上某些點間的距離；
F.根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的功能
其中沒有必要進行的步驟是 ，操作不當?shù)牟襟E是 。（均填步驟前的選項字母）
（2）這位同學進行正確測量后挑選出一條點跡清晰的紙帶進行測量分析，如圖乙所示，其中O點為起始點，A、B、C、D、E、F為六個計數(shù)點，根據(jù)紙帶上的測量數(shù)據(jù)，可得出打B點時重錘的速度為 m/s,若重錘的質(zhì)量為1.0kg,從O點下落到B的過程中重力勢能的減少量為 J。O點下落到B的過程中動能增加量為 J（g=9.8m/s2，計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）
（3）他根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)算出各點的速度v,量出下落距離h,并以為縱軸、h為橫軸畫出的圖像應是下圖丙的 （填選項字母）。v22
發(fā)布：2024/12/29 23:0:1組卷：10引用：4難度：0.6 -
3．用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點痕進行測量，即驗證機械能守恒定律．
①下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器件；
B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；
C．用天平測出重錘的質(zhì)量；
D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關(guān)打出一條紙帶；
E．測量紙帶上某些點間的距離；
F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
其中沒有必要進行的或者操作不當?shù)牟襟E是（將其選項對應的字母填在橫線處）
②利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值．如圖2所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上的連續(xù)的五個點A、B、C、D、E，測出A距起始點O的距離為s0，點AC間的距離為s1，點CE間的距離為s2，使用交流電的頻率為f,根據(jù)這些條件計算重錘下落的加速度a=．
③在上述驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總是大于重錘動能的增加，其原因主要是因為在重錘下落的過程中存在阻力作用，可以通過該實驗裝置測阻力的大?。粢阎?shù)刂亓铀俣裙J的較準確的值為g,還需要測量的物理量是．試用這些物理量和圖2紙帶上的數(shù)據(jù)符號表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F=．發(fā)布：2024/12/29 23:0:1組卷：9引用：4難度：0.7
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