現(xiàn)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門(mén)，可以測(cè)試遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間t，用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌低端C點(diǎn)的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A，B兩點(diǎn)的距離，將遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度看作滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度．用g表示重力加速度．若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過(guò)程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量可表示為_(kāi)_____．動(dòng)能的增加量可表示為_(kāi)_____．若在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，
1
t2
與s的關(guān)系式為
1
t2
=______．
（1）滑塊、遮光片下降重力勢(shì)能減小，砝碼上升重力勢(shì)能增大．
所以滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量△EP=Mg
h
d
s-mgs=(
h
d
M-m)gs
光電門(mén)測(cè)量瞬時(shí)速度是實(shí)驗(yàn)中常用的方法．由于光電門(mén)的寬度b很小，所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度．
vB=
b
t

根據(jù)動(dòng)能的定義式得出：
△Ek=
1
2
（m+M）vB2=
1
2
(m+M)
b2
t2

若在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，△Ek=△EP；
所以
1
t2
與s的關(guān)系式為
1
t2
=
2(hM-dm)g
(M+m)db2
s
故答案為：(
h
d
M-m)gs；
1
2
(m+M)
b2
t2
；
1
t2
=
2(hM-dm)g
(M+m)db2
s．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，位于豎直平面上的
1
4
圓弧形光滑軌道，半徑為R=0.2m，OB沿豎直方向，圓弧軌道上端A距地面高度為H=0.4m，質(zhì)量為m=2kg的小球從A點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，最后落在地面上的C點(diǎn)處．不計(jì)空氣阻力，重力加速度取g=10m/s2．求：
（1）小球剛運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，速度為多大？
（2）小球剛運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，對(duì)圓弧軌道的壓力多大？
（3）小球落地點(diǎn)C與B的水平距離S為多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，

I．第一組同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按照?qǐng)D1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則
（1）對(duì)于自由下落的重物，下述選擇的條件哪種更為有利？______
A．只要足夠重就可以．
B．只要體積足夠小就可以．
C．既要足夠重，又要體積非常�。�
D．因?yàn)椴恍枰绖?dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值，不需要測(cè)量重物的質(zhì)量，所以對(duì)重物可任意選擇．
（2）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz．查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，測(cè)得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg．實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖2所示，把第一個(gè)點(diǎn)記作O，在紙帶上另取連續(xù)4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量的點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢(shì)能減少量等于______J，動(dòng)能的增加量等于______J．（取3位有效數(shù)字）
II．第二組同學(xué)利用圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置，驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)從由靜止釋放到通過(guò)光電門(mén)這一過(guò)程機(jī)械能守恒．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，氣軌已經(jīng)調(diào)成水平狀態(tài)．
（1）已知遮光條的寬度為d，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)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為t，則滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度為_(kāi)_____．
（2）在本次實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有（文字說(shuō)明并用相應(yīng)的字母表示）：鉤碼的質(zhì)量m、______和______．
（3）本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較______和______（用測(cè)量的物理量符號(hào)表示）在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，從而驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

（1）如圖1是通過(guò)重物自由下落的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．關(guān)于本實(shí)驗(yàn)下列說(shuō)法正確的是______
A．從實(shí)驗(yàn)裝置看，該實(shí)驗(yàn)可用4-6伏的直流電源
B．用公式
1
2
mv2=mgh時(shí)，要求所選擇的紙帶第一、二兩點(diǎn)間距應(yīng)接近2mm
C．本實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量重物的質(zhì)量
D．測(cè)紙帶上某點(diǎn)的速度時(shí)，可先測(cè)出該點(diǎn)到起點(diǎn)間的時(shí)間間隔，利用公式v=gt計(jì)算
（2）在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，
①在固定弧形斜槽時(shí)，應(yīng)注意______；實(shí)驗(yàn)中，每次釋放小球應(yīng)注意______．另外，為了較準(zhǔn)確的描出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，下面列出了一些操作要求，你認(rèn)為正確的是______．
A．將木板校準(zhǔn)到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直面平行
B．在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O點(diǎn)，作為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)和坐標(biāo)系的原點(diǎn)
C．為了能盡量多地記錄小球的位置，用的X坐標(biāo)沒(méi)必要嚴(yán)格地等距離增加
D．將球的位置記錄在白紙上后，取下紙，將點(diǎn)依次用線(xiàn)段連接起來(lái)
②某同學(xué)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了確定小球在不同時(shí)刻所通過(guò)的位置，用如圖2所示的裝置，將一塊平木板釘上復(fù)寫(xiě)紙和白紙，豎直立于槽口前某處且和斜槽所在的平面垂直，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞在木板上留下痕跡A；將木板向后移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞在木板上留下痕跡B；又將木板再向后移距離x，小球再?gòu)男辈凵暇o靠擋板處由靜止?jié)L下，再得到痕跡C．若測(cè)得木板每次后移距離x=20.00cm，A、B間距離y1=4.70cm，B、C間距離y2=14.50cm．（g取9.80m/s2）
根據(jù)以上直接測(cè)量的物理量推導(dǎo)出小球初速度的計(jì)算公式為v0=______（用題中所給字母表示）．小球初速度值為_(kāi)_____m/s，從水平拋出到B點(diǎn)的時(shí)間為_(kāi)_____s．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

用如圖裝置可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．輕繩兩端系著質(zhì)量相等的物塊A、B，物塊B上放置一金屬片C．鐵架臺(tái)上固定一金屬圓環(huán)，圓環(huán)處在物塊B正下方．系統(tǒng)靜止時(shí)，金屬片C與圓環(huán)間的高度差為h．由此釋放，系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物塊B穿過(guò)圓環(huán)后，金屬片C被擱置在圓環(huán)上．兩光電門(mén)固定在鐵架臺(tái)P1、P2處，通過(guò)數(shù)字計(jì)時(shí)器可測(cè)出物塊B通過(guò)P1、P2這段時(shí)間．A、B均可視作質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g已知．
（1）若測(cè)得P1、P2之間的距離為d，物塊B通過(guò)這段距離的時(shí)間為t，則物塊B剛穿過(guò)圓環(huán)后的速度v=______；
（2）若物塊A、B的質(zhì)量均為M表示，金屬片C的質(zhì)量用m表示，該實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了
1
2
（2M+m）v2=______成立，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；
（3）本實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量?jī)x器除了天平、光電門(mén)、數(shù)字計(jì)時(shí)器外，還需要______；
（4）改變物塊B的初始位置，使物塊B由不同的高度落下穿過(guò)圓環(huán)，記錄各次高度差h以及物塊B通過(guò)P1、P2這段距離的時(shí)間為t，以h為縱軸，以
1
t2
為橫軸，通過(guò)描點(diǎn)作出的圖線(xiàn)是一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，該直線(xiàn)的斜率k=______（用m、M、d表示）．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)在選定的紙帶上依次把點(diǎn)記為1，2，3，…等計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖，紙帶上所打點(diǎn)，記錄了物體在不同時(shí)刻的位置，若物體運(yùn)動(dòng)從計(jì)數(shù)點(diǎn)2到計(jì)數(shù)點(diǎn)4過(guò)程來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，（打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T(mén)，物體的質(zhì)量為m，重力加速度為g，圖中字母表示的距離已知）．
（1）當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)“2”時(shí)，物體動(dòng)能的表達(dá)式應(yīng)該是______；
（2）在此過(guò)程中重力勢(shì)能的減少量為_(kāi)_____
（3）要驗(yàn)證的機(jī)械能守恒的表達(dá)式為：______．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖是某同學(xué)在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的紙帶，選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出A點(diǎn)距起點(diǎn)O的距離為s0，點(diǎn)A、C間的距離為s1，點(diǎn)C、E間的距離為s2，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T(mén)，自由下落的重錘質(zhì)量為m，重力加速度為g，請(qǐng)完成以下問(wèn)題：

（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)C時(shí)，物體的速度vc=______．
（2）從起點(diǎn)O到打下點(diǎn)C的過(guò)程中，重力勢(shì)能的減少量△EP=______，此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量△EK=______．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．m2從高處由靜止開(kāi)始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2所示．已知m1=50g，m2=150g，則（g=9.8m/s2，所有結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

（1）在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v5=______m/s；
（2）在打點(diǎn)0-5過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量△Ek=______J，系統(tǒng)勢(shì)能的減少量△Ep=______J，由此得出的結(jié)論是______．
（3）若某同學(xué)做出v2-h圖象如圖3所示，則當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度g=______m/s2．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示是安裝在列車(chē)車(chē)廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖。圖中①和②為楔塊，③和④為墊板，楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦。在車(chē)廂相互撞擊使彈簧壓縮的過(guò)程中
A．緩沖器的機(jī)械能守恒
B．摩擦力做功消耗機(jī)械能
C．墊板的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D．彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能

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同步練習(xí)冊(cè)答案