现通过如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律.水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨(利用此装置实验时可忽略滑块所受的所有摩擦)

现通过如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律.水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨(利用此装置实验时可忽略滑块所受的所有摩擦),导轨上A处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,遮光片两条长边与导轨垂直,导轨上B点有一光电门.用d表示A点到导轨低端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B 两点的距离,t表示遮光片经过光电门时的挡光时间,g表示当地重力加速度.将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度.
现将滑块自A点由静止释放,在滑块从A运动至B的过程中,滑块与遮光片重力势能的减小量可表示为
Mgs[h/d]
Mgs[h/d]
.若在运动过程中滑块的机械能守恒,则[1t2
赵云789 1年前 已收到1个回答 举报

F1619479 幼苗

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解题思路:这是一个根据书本上验证机械能守恒定律的实验改装后的题目.根据△EP=Mg△h求解重力势能的减小量.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b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、遮光片下降重力势能减小,所以滑块、遮光片重力势能的减小量为:△EP=Mgssinθ=Mgs
h/d]
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b很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度为:
vB=[b/t]
根据动能的定义式得出:
△Ek=[1/2]MvB2=[1/2M(
b
t)2
若在运动过程中机械能守恒,有:△Ek=△EP
所以
1
t2]与s的关系式为:[1
t2=
2gsh
db2
故答案为:Mgs
h/d],
2gsh
db2

点评:
本题考点: 验证机械能守恒定律.

考点点评: 这个实验对于我们可能是一个新的实验,但该实验的原理都是我们学过的物理规律.
做任何实验问题还是要从最基本的物理规律入手去解决.对于系统问题处理时我们要清楚系统内部各个物体能的变化.

1年前

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