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某同学想利用滑块在倾斜气垫导轨上的运动来验证机械能守恒定律.如图所示,测量步骤如下:①将长为L、原来己调至水平的气垫导轨的左端垫高H,在导轨上靠右侧P点处分别安装一个光电
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某同学想利用滑块在倾斜气垫导轨上的运动来验证机械能守恒定律.如图所示,测量步骤如下:
①将长为L、原来己调至水平的气垫导轨的左端垫高H,在导轨上靠右侧P点处分别安装一个光电门
②用20分度的游标卡尺测量滑块上遮光条的宽度d
③接通气源及光电计时器,将滑块从导轨左端自由释放.测得滑块通过光电门时遮光时间为△t.
阅读上面的实验步骤回答下列问题:

(1)实验中除上述步骤中测量的物理量之外,还需测量的物理量是___
A.滑块的质量m
B.气垫导轨的倾斜角度θ
C.滑块释放处遮光条到光电门的距离x
D.滑块从释放开始运动到光电门所用的时间t
(2)请用题中所给的物理量及第(1)问中所选的物理量写出本实验验证机械能守恒的原理式表达式___.
①将长为L、原来己调至水平的气垫导轨的左端垫高H,在导轨上靠右侧P点处分别安装一个光电门
②用20分度的游标卡尺测量滑块上遮光条的宽度d
③接通气源及光电计时器,将滑块从导轨左端自由释放.测得滑块通过光电门时遮光时间为△t.
阅读上面的实验步骤回答下列问题:

(1)实验中除上述步骤中测量的物理量之外,还需测量的物理量是___
A.滑块的质量m
B.气垫导轨的倾斜角度θ
C.滑块释放处遮光条到光电门的距离x
D.滑块从释放开始运动到光电门所用的时间t
(2)请用题中所给的物理量及第(1)问中所选的物理量写出本实验验证机械能守恒的原理式表达式___.
▼优质解答
答案和解析
(1)根据实验目的,验证机械能守恒定律,
依据实验操作可知,通过光电门来测量瞬时速度,从而求得滑块到达光电门位置的动能,
再依据导轨的长与高关系,结合下滑的位移,可知,滑块下滑过程中的高度差,进而求得减小的重力势能;
A、等式两边均有质量,可以约去,故A不需要;
B、倾斜角度可以由导轨的长与高的比例来确定,故B不需要;
C、由上分析可知,需要物理量是:滑块释放处遮光条到光电门的距离x,
D、瞬时速度由光电门测出,不需要时间,故D也不需要,
故选:C.
(2)由上分析可知,滑块到达光电门位置的动能:EK=
m(
)2,
而下滑的位移为x时,减小的重力势能:EP=mg
H
因此当mg
H=
m(
)2,
即有:2gxH=
L
故答案为:(1)C;(2)2gxH=
L.
依据实验操作可知,通过光电门来测量瞬时速度,从而求得滑块到达光电门位置的动能,
再依据导轨的长与高关系,结合下滑的位移,可知,滑块下滑过程中的高度差,进而求得减小的重力势能;
A、等式两边均有质量,可以约去,故A不需要;
B、倾斜角度可以由导轨的长与高的比例来确定,故B不需要;
C、由上分析可知,需要物理量是:滑块释放处遮光条到光电门的距离x,
D、瞬时速度由光电门测出,不需要时间,故D也不需要,
故选:C.
(2)由上分析可知,滑块到达光电门位置的动能:EK=
| 1 |
| 2 |
| d |
| △t |
而下滑的位移为x时,减小的重力势能:EP=mg
| x |
| L |
因此当mg
| x |
| L |
| 1 |
| 2 |
| d |
| △t |
即有:2gxH=
| d2 |
| △t2 |
故答案为:(1)C;(2)2gxH=
| d2 |
| △t2 |
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