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    某实验小组利用气垫道轨和光电门设计了一个利用动力学方法测量物体质量并验证机械能守恒定律的实验方案.
    按如图所示安装好实验设施,气垫道轨道水平放置,在其左、右适当位置各固定一个光电传感器,传感器和显示终端计算机相连,滑块通过一轻质细线沿水平方向绕过一光滑的定滑轮,细线另一端挂一个待测量质的物体P,滑块上有一个挡光条,其宽度为d,若光线被挡光条挡住,光电传感器会输出一个高电压,高电压的宽度表示挡光的时间△t,已知当地重力加速度为g.
    (1)将滑块放在气垫道轨上,并控制使之静止.接通电源,使气垫道轨工作,放开滑块,计算机显示屏上得到如图乙所示的电压-时间图象.已知滑块连同挡光条的总质量为M,现要测量被吊着物体P的质量,除了要知道挡光条的宽度d、两次挡光时间△t1和△t2,滑块的质量M、还需要测量的物理量是:______(用文字说明物理意义);
    (2)若用m表示物体P的质量,要验证系统M和m的机械能守恒,其验证表达式为:______.

    魔方格

    本题信息:物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “某实验小组利用气垫道轨和光电门设计了一个利用动力学方法测量物体质量并验证机械能守恒定律的实验方案.按如图所示安装好实验设施,气垫道轨道水平放置,在...” 主要考查您对

实验:验证机械能守恒定律

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  • 实验:验证机械能守恒定律
验证机械能守恒定律:

实验目的:
验证机械能守恒定律。
实验原理: 
当物体自由下落时,只有重力做功,物体的重力势能和动能互相转化,机械能守恒。若某一时刻物体下落的瞬时速度为v,下落高度为h,则应有:mgh=mv2,借助打点计时器,测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v,即可验证机械能是否守恒,实验装置如图所示。

测定第n点的瞬时速度的方法是:测出第n点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离sn和sn+1,由公式vn=,或由vn=算出,如图所示。

实验器材:
铁架台(带铁夹),打点计时器,学生电源,导线,带铁夹的重缍,纸带,米尺。
实验步骤:
1、按如图装置把打点计时器安装在铁架台上,用导线把打点计时器与学生电源连接好。
2、把纸带的一端在重锤上用夹子固定好,另一端穿过计时器限位孔,用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。
3、接通电源,松开纸带,让重锤自由下落。
4、重复几次,得到3~5条打好点的纸带。
5、在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm,且点迹清晰一条纸带,在起始点标上0,以后各依次标上1,2,3……,用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3……。
6、应用公式vn=计算各点对应的即时速度v1、v2、v3……。
7、计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量mvn2,进行比较。
注意项事:
1、打点计时器安装时,必须使两纸带限位孔在同一竖直线上,以减小摩擦阻力。
2、选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2mm的纸带。
3、因不需要知道动能和势能的具体数值,所以不需要测量重物的质量。
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