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  • 更新 2022-09-03
  • 科目 物理
  • 题型 实验题
  • 难度 较难
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现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间 t。用d表示A点到导轨底端 C点的距离,h表示 A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,x表示A、B两点间的距离,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。用g 表示重力加速度。完成下列填空和作图:

(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为______,动能的增加量可表示为________。若在运动过程中机械能守恒,与x的关系式为=_____________。
(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A 点)下滑,测量相应的x与t值。
以x为横坐标,为纵坐标,现将测得结果在图位置的坐标纸中描出如图所示;根据所描点作出直线,并求得该直线的斜率k=________×104m-1·s-2(保留三位有效数字)。

(3)由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出直线的斜率k0,若满足           条件,则可认为此实验验证了机械能守恒定律。

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现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图所示:水平桌面上