用氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，先非常仔細(xì)地把導(dǎo)軌調(diào)成水平，然后如圖K26－4所示用墊塊把導(dǎo)軌一端墊高H.滑塊m上面裝有寬度l＝3 cm的擋光板，使滑塊由軌道上端任一處滑下，測(cè)出它通過光電門G1和G2時(shí)的速度v1和v2，就可以算出它由G1運(yùn)動(dòng)到G2過程中動(dòng)能的增加量ΔEk＝m(v－v)；再算出重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝mgh，比較ΔEk與ΔEp的大小，便可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．

 (1)滑塊的速度v1、v2如何求出？滑塊由G1運(yùn)動(dòng)到G2下降的高度h如何求出？

(2)若測(cè)得圖中L＝1 m，s＝0.5 m，H＝20 cm，m＝500 g，滑塊通過G1和G2的時(shí)間分別為5.0×10－2 s和2.0×10－2 s，當(dāng)?shù)刂亓铀俣?i>g＝9.80 m/s2，試判斷機(jī)械能是否守恒．

圖K26－4

 [解析] (1)因?yàn)閾豕獍鍖挾?i>l＝3 cm很小，而滑塊通過光電門的時(shí)間極短，故可以認(rèn)為擋光板通過光電門過程的平均速度＝即為滑塊通過光電門的瞬時(shí)速度，用光電計(jì)時(shí)器分別測(cè)出滑塊通過G1和G2的時(shí)間Δt1和Δt2，即可求出滑塊的速度v1＝、v2＝；由平面幾何知識(shí)可知＝，可求得h＝s，H、L、s都是實(shí)驗(yàn)前設(shè)定的．

(2)v1＝＝ m/s＝0.6 m/s，v2＝＝ m/s＝1.5 m/s，動(dòng)能增加量ΔEk＝m(v－v)＝0.473 J；h＝s＝×0.5 m＝0.1 m，重力勢(shì)能減少量ΔEp＝mgh＝0.490 J，因此，在誤差允許的范圍內(nèi)可認(rèn)為滑塊下滑過程中機(jī)械能守恒。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。在氣 墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電傳感器A、B,滑塊P上固定一寬度為d的遮 光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會(huì)輸出髙電壓，兩光 電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計(jì)算機(jī) 相連。滑塊在細(xì)線的牽引下向 左加速運(yùn)動(dòng)，遮光條經(jīng)過光電 傳感器A、B時(shí)，通過計(jì)箅機(jī)可 以得到如圖乙所示的電壓U隨 時(shí)間t變化的圖象。

(1) 實(shí)驗(yàn)前,接通氣源,將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的 　　　 Δt1_________Δt2(選填“ >”、“=”或“<”)時(shí)，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。

(2) 滑塊P用細(xì)線跨過定滑輪與質(zhì)發(fā)為m的鉤碼Q相連,將滑塊P由圖甲所示位貲釋放， 通過計(jì)算機(jī)得到昨圖焱如圖乙所示，若、Δt1、Δt2、d和m已知，要驗(yàn)證滑塊和砝碼組成的 系統(tǒng)機(jī)械能是否奪恒,還應(yīng)測(cè)出的物理量是_______和_______

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