14.(1)某同學(xué)想利用用圖甲所示裝置,驗(yàn)證滑塊與鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,該同學(xué)認(rèn)為只要將摩擦力平衡掉就可以了.你認(rèn)為該同學(xué)的想法不正確(選填“正確”或“不正確”),理由是:有摩擦力做功,不滿足機(jī)械能守恒的條件.
(2)另一同學(xué)用一傾斜的固定氣墊導(dǎo)軌來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.如圖乙所示,質(zhì)量為m的滑塊(帶遮光條)放在A處,由跨過輕質(zhì)定滑輪的細(xì)繩與質(zhì)量為m2的鉤碼相連,導(dǎo)軌B處有一光電門,用L表示遮光條的寬度,x表示A、B兩點(diǎn)間的距離,θ表示氣墊導(dǎo)軌的傾角,g表示當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋?br />①氣泵正常工作后,將滑塊由A點(diǎn)靜止釋放,運(yùn)動(dòng)至B,測(cè)出遮光條經(jīng)過光電門的時(shí)間t,該過程滑塊與鉤碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量表示為m2gx-m1gxsinθ,動(dòng)能的增加量表示為$\frac{1}{2}$(m1+m2)($\frac{L}{t}$)2;若系統(tǒng)機(jī)械能守恒,則$\frac{1}{{t}^{2}}$與x的關(guān)系式為$\frac{1}{{t}^{2}}$$\frac{2({m}_{2}g-{m}_{1}gsinθ)x}{({m}_{1}+{m}_{2}){L}^{2}}$(用題中已知量表示).
②實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得m1=475g,m2=55g,遮光條寬度L=4mm,sinθ=0.1,改變光電門的位置,滑塊每次均從A點(diǎn)釋放,測(cè)量相應(yīng)的x與t的值,以$\frac{1}{{t}^{2}}$為縱軸,作出的圖象如圖丙所示,則根據(jù)圖象可求得重力加速度g0為9.4m/s2(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字),若g0與當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭近似相等,則可驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒.

分析 (1)明確機(jī)械能守恒的條件,根據(jù)物體受力情況分析是否有重力之外的其他力做功;
(2)根據(jù)重力做功和重力勢(shì)能之間的關(guān)系可以求出重力勢(shì)能的減小量,根據(jù)起末點(diǎn)的速度可以求出動(dòng)能的增加量;根據(jù)功能關(guān)系得重力做功的數(shù)值等于重力勢(shì)能減小量.

解答 解:(1)機(jī)械能守恒的條件只有重力或彈力做功,平衡摩擦力時(shí),是用重力的分力等于摩擦力,但此時(shí)系統(tǒng)受到摩擦力,故摩擦力對(duì)系統(tǒng)做功,機(jī)械能不守恒;故該同學(xué)的想法不正確;
(2)①滑塊由A到B的過程中,系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量△EP=m2gx-m1gxsinθ;
經(jīng)過光電門時(shí)的速度:v=$\frac{L}{t}$;
則動(dòng)能的增加量:△EK=$\frac{1}{2}$(m1+m2)v2=$\frac{1}{2}$(m1+m2)($\frac{L}{t}$)2;
或機(jī)械能守恒,則△EP=△EK,聯(lián)立解得:$\frac{1}{{t}^{2}}$=$\frac{2({m}_{2}g-{m}_{1}gsinθ)x}{({m}_{1}+{m}_{2}){L}^{2}}$;
②由上述公式可得,圖象中的斜率表示:k=$\frac{2({m}_{2}g-{m}_{1}gsinθ)}{({m}_{1}+{m}_{2}){L}^{2}}$,解得:g=9.4m/s2;
故答案為:(1)不正確;有摩擦力做功,不滿足機(jī)械能守恒的條件;
(2)①m2gx-m1gxsinθ;$\frac{1}{2}$(m1+m2)($\frac{L}{t}$)2;$\frac{2({m}_{2}g-{m}_{1}gsinθ)x}{({m}_{1}+{m}_{2}){L}^{2}}$;②9.4.

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的條件,屬于創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)題目,要求能正確分析實(shí)驗(yàn)原理,能明確是兩物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A.25SB.3SC.(2+$\sqrt{7}$)SD.(2-$\sqrt{7}$)S

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A.第1s末,甲、乙速度相同B.第2s末,甲、乙相遇
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(1)回路中的電流大小和方向;
(2)金屬棒在x=2m處的速度大小;
(3)金屬棒所受培力F與x的定量關(guān)系式;
(4)金屬棒從x=0運(yùn)動(dòng)到x=2m的過程中,安培力做的功.

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9.粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線框平面,其邊界與正方形線框的邊平行.現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場(chǎng),如圖所示,則在移出過程中,線框上的a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差最大的是(  )
A.B.C.D.

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19.如圖所示,一木板B放在水平地面上,木塊A放在B的上面,A的右端通過輕質(zhì)彈簧固定在豎直墻壁上,用力F向左拉B以速度v向左勻速運(yùn)動(dòng),這時(shí)彈簧秤的示數(shù)為T,下列說法不正確的是( 。
A.木板B受地面的滑動(dòng)摩擦力的大小不等于T
B.木塊A受到的靜摩擦力大小等于T
C.若木板以2v的速度運(yùn)動(dòng),木塊A受到的摩擦力大小為2T
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A.無論恒力F多大,只要恒力F水平向右就行
B.恒力F水平向左時(shí),臨界條件是A、B之間剛好無彈力
C.恒力F水平向右時(shí),小球保持相對(duì)靜止的條件是F≤(M+m)gtan θ
D.恒力F水平向右時(shí),滿足F≤(M+m)gcot θ

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