[题目]某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律.实验装置如图甲所示.当气垫导轨正常工作时导轨两侧喷出的气体使滑块悬浮在导轨上方.滑块运动时与导轨间的阻力可忽略不计.在气垫导轨上相隔一定距离L的两处安装两个光电传感器A.B.滑块P上固定一遮光条.若光线被遮光条遮挡.光电传感器会输出高电压.两光电传感器采集数据后与计算机相� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。当气垫导轨正常工作时导轨两侧喷出的气体使滑块悬浮在导轨上方，滑块运动时与导轨间的阻力可忽略不计。在气垫导轨上相隔一定距离L的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图线。

(1)当采用图甲的实验装置进行实验时，下列说法中正确的是（____）

A．滑块P机械能守恒

B．钩码Q机械能守恒

C．滑块P和钩码Q组成的系统机械能守恒

D．以上三种说法都正确

(2)实验前，接通电源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的△t1____△t2(选填“>”“=”或“<”)时，说明气垫导轨已经水平。

(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若△t1、△t2、遮光条宽度d、滑块质量M、钩码质量m已知，若上述物理量间满足关系式______________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。

(4)若遮光条宽度d=8.400mm，A、B间的距离L=160.00cm，△t1=8.40×103s，△t2=4.20×103s，滑块质量M=180g，钩码Q质量m=20g，则滑块从A运动到B的过程中系统势能的减少量△Ep=_______J，系统动能的增量△Ek=________J。(g=9.80m/s2，计算结果保留三位有效数字)

【答案】C = 0.314 0.300

【解析】

(1)[1]．该实验装置验证滑块P和钩码Q组成的系统机械能是否守恒，对于单个P和Q，机械能不守恒．故选C．
(2)[2]．如果遮光条通过光电门的时间相等，即△t1=△t2，说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平．
(3)[3]．要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法．由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．

滑块和砝码组成的系统动能的增加量

滑块和砝码组成的系统重力势能的减小量

△Ep=mgL

可知只要满足

系统机械能守恒．
(4)[4][5]．系统重力势能的减小量

△Ep=mgL=0.02×9.8×1.60=0.314J．

系统动能的增加量

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，电路中A、B为两块竖直放置的金属板，C是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角增大的是（　　）

A. 使A、B两板靠近一些

B. 使A、B两板正对面积减小一些

C. 断开S后，使B板向右平移一些

D. 断开S后，使A、B正对面积减小一些

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】小灯泡通电后，其电流随所加电压变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为轴的垂线，PM为轴的垂线，下列说法中正确的是 ( )

A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大

B.对应P点，小灯泡的电阻为

C.对应P点，小灯泡的电阻为

D.对应P点，小灯泡的实际功率为图中矩形PQOM所围的面积。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，挡板固定在足够高的水平桌面上左端，小物块A和B大小可忽略，它们分别带有+和+的电荷量，质量分别为和．两物块由绝缘的轻弹簧相连，一不可伸长的轻绳水平跨过滑轮，一端与B连接，另一端连接一轻质小钩，整个装置处于方向水平向左的匀强电场中，电场强度为E．开始时A、B静止，已知弹簧的劲度系数为k，不计一切摩擦及A、B间的库仑力，A、B所带电荷量保持不变，B一直在水平面上运动且不会碰到滑轮．试求:

（1）开始A、B静止时，求挡板对物块A的作用力大小；

（2）若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放，当物块C下落到最大距离时物块A对挡板的压力刚好为零，试求物块C下落的最大距离；

（3）若C的质量改为2M，则当A刚离开挡板时，B的速度多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，竖直起降的观光电梯里有一游客手持相机，从静止开始随电梯从底层上升到顶层的过程中，一直以相同的姿势拍摄外面的风景。下列说法正确的是

A.加速上升阶段，手对相机作用力大于相机所受重力

B.减速上升阶段，手对相机作用力大于相机所受重力

C.只有在匀速上升阶段和静止时相机所受重力不变

D.上升过程中手对相机的作用力始终等于相机所受重力

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】极限跳伞是世界上最流行的空中极限运动，它的独特魅力在于跳伞者通常起跳后伞并不是马上自动打开，而是由跳伞者自己控制开伞时间，这样冒险者就可以把刺激域值的大小完全控制在自己手中。伞打开前可看做是自由落体运动，打开伞后空气阻力与速度平方成正比，跳伞者先减速下降，最后匀速下落。如果用h表示下落的高度，t表示下落的时间，Ep表示重力势能(以地面为零势能面)，Ek表示动能，E表示机械能，v表示下落时的速度。在整个过程中下列图象可能符合事实的是