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在如图甲所示的光电计时器中,a,b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a,b间通过时,光电计时器就可以显示物体的档光时间.现利用图乙所示装置验证机械能守恒定律,图中

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在如图甲所示的光电计时器中,a,b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a,b间通过时,光电计时器就可以显示物体的档光时间.
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现利用图乙所示装置验证机械能守恒定律,图中PQ是固定的光滑斜面,斜面的倾角为θ=30°,1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门,与它们连接的光电计时器都没有画出,让滑块从斜面的顶端滑下,光电门1,2各自连接的光电计时器显示的档光时间分别为5.00×10-2s和2.00×10-2s,已知滑块质量为m=2.00kg,滑块沿斜面方向的宽度为d=5.00cm,光电门1和2之间的距离为L=0.60m,g=9.8m/s2,取滑块经过光电门的速度为其平均速度(就是结果保留3位有些数字).
(1)滑块通过光电门1时的速度v1=___m/s,通过光电门2时的速度v2=___m/s.
(2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为___J,重力势能的减少量为___J.
(3)由此可得出的结论是___.
▼优质解答
答案和解析
(1)滑块通过光电门1时的速度v1=
d
t1
=
0.0500
5.00×10-2
m/s=1.00m/s
通过光电门2时的速度v2=
d
t2
=
0.0500
2.00×10-2
=2.50m/s
(2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量△Ek=Ek2-Ek1=
1
2
mv22-
1
2
mv12=5.25J
重力势能减小量△Ep=mgh=2.0×9.8×0.540×0.5J=5.29J.
(3)由于滑块动能的增大与滑块重力势能的减小量非常接近,所以在误差允许的范围内,可以认为滑块的机械能守恒.
故答案为:(1)1.00m/s,2.50m/s;(2)5.25J,5.29J;(3)在误差允许的范围内,可以认为滑块的机械能守恒
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