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(1)某同学想利用图甲所示装置,验证滑块与钩码组成的系统机械能守恒,该同学认为只要将摩擦力平衡掉就可以了.你认为该同学的想法(选填“正确”或“不正确”),理由是:.
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(1)某同学想利用图甲所示装置,验证滑块与钩码组成的系统机械能守恒,该同学认为只要将摩擦力平衡掉就可以了.你认为该同学的想法___(选填“正确”或“不正确”),理由是:___.
(2)另一同学用一倾斜的固定气垫导轨来验证机械能守恒定律.如图乙所示,质量为m1的滑块(带遮光条)放在A处,由跨过轻质定滑轮的细绳与质量为m2的钩码相连,导轨B处有一光电门,用L表示遮光条的宽度,x表示A、B两点间的距离,θ 表示气垫导轨的倾角,g表示当地重力加速度.
①气泵正常工作后,将滑块由A点静止释放,运动至B,测出遮光条经过光电门的时间t,该过程滑块与钩码组成的系统重力势能的减小量表示为___,动能的增加量表示为___;若系统机械能守恒,则
与x的关系式为
=___(用题目中的已知量表示).
②实验时测得m1=475g,m2=55g,遮光条宽度L=4mm,sinθ=0.1,改变光电门的位置,滑块每次均从A点释放,测量相应的x与t的值,以
为纵轴,x为横轴,作出的图象如图丙所示,则根据图象可求得重力加速度g0为___m/s2(计算结果保留2位有效数字),若g0与当地重力加速度g近似相等,则可验证系统机械能守恒.
(2)另一同学用一倾斜的固定气垫导轨来验证机械能守恒定律.如图乙所示,质量为m1的滑块(带遮光条)放在A处,由跨过轻质定滑轮的细绳与质量为m2的钩码相连,导轨B处有一光电门,用L表示遮光条的宽度,x表示A、B两点间的距离,θ 表示气垫导轨的倾角,g表示当地重力加速度.
①气泵正常工作后,将滑块由A点静止释放,运动至B,测出遮光条经过光电门的时间t,该过程滑块与钩码组成的系统重力势能的减小量表示为___,动能的增加量表示为___;若系统机械能守恒,则
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t2 |
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②实验时测得m1=475g,m2=55g,遮光条宽度L=4mm,sinθ=0.1,改变光电门的位置,滑块每次均从A点释放,测量相应的x与t的值,以
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▼优质解答
答案和解析
(1)机械能守恒的条件只有重力或弹力做功,平衡摩擦力时,是用重力的分力等于摩擦力,但此时系统受到摩擦力,故摩擦力对系统做功,机械能不守恒;故该同学的想法不正确;
(2)①滑块由A到B的过程中,系统重力势能的减小量为:△EP=m2gx-m1gxsinθ;
经过光电门时的速度为:v=
;
则动能的增加量为:△EK=
(m1+m2)v2=
(m1+m2)(
)2;
或机械能守恒,则有:△EP=△EK
联立解得:
=
;
②由上述公式可得,图象中的斜率表示:
=k
代入数据解得:g=9.4m/s2;
故答案为:(1)不正确;有摩擦力做功,不满足机械能守恒的条件;(2)①m2gx-m1gxsinθ;
(m1+m2)(
)2;
②9.4.
(2)①滑块由A到B的过程中,系统重力势能的减小量为:△EP=m2gx-m1gxsinθ;
经过光电门时的速度为:v=
L |
t |
则动能的增加量为:△EK=
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2 |
1 |
2 |
L |
t |
或机械能守恒,则有:△EP=△EK
联立解得:
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t2 |
2(m2-m1sinθ)gx |
(m1+m2)L2 |
②由上述公式可得,图象中的斜率表示:
2(m2-m1sinθ)g |
(m1+m2)L2 |
代入数据解得:g=9.4m/s2;
故答案为:(1)不正确;有摩擦力做功,不满足机械能守恒的条件;(2)①m2gx-m1gxsinθ;
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L |
t |
2(m2-m1sinθ)gx |
(m1+m2)L2 |
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