利用氣墊導軌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，其總質量為M，左端由跨過輕質光滑定滑輪的細繩與一質量為m的小球相連；遮光片兩條長邊與導軌垂直；導軌上B點有一光電門，可以測量遮光片經過光電門時的擋光時間t,用d表示A點到光電門B處的距離，b表示遮光片的寬度，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，實驗時滑塊在A處由靜止開始運動．
（1）某次實驗測得傾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑塊從A處到達B處時m和M組成的系統動能增加量可表示為ΔEk=（M+m）b22t2（M+m）b22t2，系統的重力勢能減少量可表示為ΔEp=（m-M2）gd（m-M2）gd，在誤差允許的范圍內，若ΔEk=ΔEp則可認為系統的機械能守恒；
（2）某同學改變A、B間的距離，作出的v2-d圖象如圖2所示，并測得M=m,則重力加速度g=9.69.6m/s2．
（
M
+
m
）
b
2
2
t
2
（
M
+
m
）
b
2
2
t
2
（
m
-
M
2
）
gd
（
m
-
M
2
）
gd
【考點】驗證機械能守恒定律．
【答案】；；9.6
（
M
+
m
）
b
2
2
t
2
（
m
-
M
2
）
gd
【解答】
【點評】
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發布：2024/4/20 14:35:0組卷：44引用：7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根據實驗數據計算，該重錘自由下落的加速度是 m/s2（保留3位有效數字）。
②已知當地的重力加速度為9.80m/s2，請列出測量值與當地重力加速度值有差異的一個原因 。
發布：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.根據測量的結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 ，操作不當的步驟是 。（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為六個計數點，根據紙帶上的測量數據，可得出打B點時重錘的速度為 m/s,若重錘的質量為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，計算結果均保留3位有效數字）
（3）他根據紙帶上的數據算出各點的速度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
發布：2024/12/29 23:0:1組卷：11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量；
D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關打出一條紙帶；
E．測量紙帶上某些點間的距離；
F．根據測量的結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的步驟是（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的數值．如圖2所示，根據打出的紙帶，選取紙帶上的連續的五個點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現，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小．若已知當地重力加速度公認的較準確的值為g,還需要測量的物理量是．試用這些物理量和圖2紙帶上的數據符號表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F=．發布：2024/12/29 23:0:1組卷：9引用：4難度：0.7