題目列表(包括答案和解析)
氣墊導(dǎo)軌是一種常用的實(shí)驗(yàn)儀器,它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊,這樣滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動可視為與導(dǎo)軌間無摩擦,如題圖氣墊導(dǎo)軌的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,利用帶有豎直擋光片的滑塊,就可以完成許多力學(xué)實(shí)驗(yàn),光電計(jì)時(shí)器及其光電門的結(jié)構(gòu)如圖乙所示,a、b分別是光電門中彼此正對的激光發(fā)射和接收裝置。擋光片結(jié)構(gòu)如圖丙所示,兩擋光條之間的距離Δx很。s2~3 cm)。當(dāng)擋光片的兩遮光部分從a、b間通過時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示兩次開始擋光的時(shí)間,由此可以較準(zhǔn)確測量出擋光片的左右兩擋光條通過光電門的時(shí)間間隔Δt,這樣就可以表示出滑塊通過光電門時(shí)的速度。
利用氣墊導(dǎo)軌來驗(yàn)證牛頓第二定律
(1)使用氣墊導(dǎo)軌來驗(yàn)證牛頓第二定律時(shí),首先通過調(diào)螺釘使氣墊導(dǎo)軌水平,其具體檢測導(dǎo)軌水平的方法可以是: ;
(2)若滑塊[包括擋光片]和砝碼[連接滑塊和砝碼的輕繩跨過導(dǎo)軌右端的光滑定定滑輪]的質(zhì)量分別為M和m(M>m),滑塊從靜止釋放后,向右做勻加速運(yùn)動,先后通過光電門1和2(兩光電門之間距離為x),結(jié)果光電門1和2的示數(shù)分別為Δt1和Δt2,滑塊上擋光片的兩擋光條間距為Δx,則滑塊通過光電門1時(shí)的速度v1= ,通過光電門2時(shí)的速度v2= 。利用勻速直線運(yùn)動的規(guī)律可求得滑塊運(yùn)動的加速度a = (用v1、v2、x表示),則近似驗(yàn)證牛頓第二定律的表達(dá)式為: ;(用M、m、a、g表示)
(3)本實(shí)驗(yàn)的器材除氣墊導(dǎo)軌、天平、砝碼、滑塊[包括擋光片]和光電計(jì)時(shí)器之外,不僅需要器材用 測出兩光電門的間距x,還需要測出兩擋光條的間距Δx,為使測量盡可能精確,測Δx時(shí)應(yīng)使用的測量器材是 ;
(4)若本實(shí)驗(yàn)中近似驗(yàn)證牛頓第二定律仍有誤差,其主要原因是:
。
(8分)氣墊導(dǎo)軌可以在導(dǎo)軌和滑塊之間形成一薄層空氣膜,使滑塊和導(dǎo)軌間的摩擦幾乎為零,因此可以利用氣墊導(dǎo)軌裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。( )
⑴如圖所示,做實(shí)驗(yàn)時(shí),將滑塊從圖示位置由靜止釋放,由數(shù)字計(jì)時(shí)器(圖中未畫出),可讀出遮光條通過光電門的時(shí)間為Δt,用游標(biāo)卡尺測得遮光條寬度為d,用刻度尺測得釋放位置到光電門中心的距離為x,氣墊導(dǎo)軌總長為L,其最右端離桌面的高度為h,滑塊和遮光條總質(zhì)量為M,已知重力加速度為g,這一過程中滑塊減少的重力勢能表達(dá)式為 ,滑塊獲得的動能表達(dá)式為 ;(以上表達(dá)式均用已知字母表示)
⑵某實(shí)驗(yàn)小組在一次實(shí)驗(yàn)后,通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),滑塊獲得的動能略大于其減少的重力勢能,可能的原因是 。
(8分)氣墊導(dǎo)軌可以在導(dǎo)軌和滑塊之間形成一薄層空氣膜,使滑塊和導(dǎo)軌間的摩擦幾乎為零,因此可以利用氣墊導(dǎo)軌裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。( )
⑴如圖所示,做實(shí)驗(yàn)時(shí),將滑塊從圖示位置由靜止釋放,由數(shù)字計(jì)時(shí)器(圖中未畫出),可讀出遮光條通過光電門的時(shí)間為Δt,用游標(biāo)卡尺測得遮光條寬度為d,用刻度尺測得釋放位置到光電門中心的距離為x,氣墊導(dǎo)軌總長為L,其最右端離桌面的高度為h,滑塊和遮光條總質(zhì)量為M,已知重力加速度為g,這一過程中滑塊減少的重力勢能表達(dá)式為 ,滑塊獲得的動能表達(dá)式為 ;(以上表達(dá)式均用已知字母表示)
⑵某實(shí)驗(yàn)小組在一次實(shí)驗(yàn)后,通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),滑塊獲得的動能略大于其減少的重力勢能,可能的原因是 。
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