8. 某同学用图示装置验证机械能守恒定律。先将气垫导轨倾斜放置,用刻度尺分别测出 固定在导轨上的两个光电门a、b中心之间的距离L、导轨两端的水平距离s、两端的高度差h;接着利用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d。接通电源形成气垫后使滑块由静止开始沿导轨下滑,若此过程中导轨可看作光滑斜面,则滑块在导轨上的运动为 (选填“匀速直线”、“匀加速直线”或“变加速直线”)运动。再利用与a、b连接的光电计时器,测出滑块通过a、b的时间分别为tl、t2。已知滑块质量为m,且认为滑块经过a、b位置的速度大小分别为,当地重力加速度值为g。则滑块从d至6运动的过程中,重力势能的减少量为△EP= ,动能的增加量为△Ek= 。(结果用L、s、h、d、tl、t2、m、g表示)
22. 在“验证机械能守恒定律”实验中,某研究小组采用了如图甲所示的实验装置。实验的主要步骤是:在一根不可伸长的细线一端系一金属小球,另一端固定于0点,记下小球静止时球心的位置0',在O'处放置一个光电门,现将小球拉至球心距O'高度为h 处由静止释放,记下小球通过光电门时的挡光时间Δt。
(1)如图乙,用游标卡尺测得小球的直径d=____cm
(2)该同学测出一组数据如下:高度h=0.2 m,挡光时间Δt=0.0052 s,设小球质量为m,g=9.8 m/s2 。计算小球重力势能的减小量ΔEp=______,动能的增加量ΔEk=______,得出的结论: ______,分析误差产生的原因是______。
8.某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律,实验的简易示意图如下,当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.所用的XDS-007光电门传感器可测的最短时间为0.01ms.将挡光效果好、宽度为d=3.8×10-3m的黑色磁带贴在透明直尺上,从一定高度由静止释放,并使其竖直通过光电门.某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间△ti与图中所示的高度差△hi,并将部分数据进行了处理,结果如下表所示。(取g=9.8m/s2,注:表格中M为直尺质量)
(1)从表格中数据可知,直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用求出的,请你简要分析该同学这样做的理由是_________________________。
(2)请将表格中数据填写完整.=__________,△E k5 =__________,Mg△h5=__________
(3)通过实验得出的结论是:____________________。
(4)根据该实验请你判断下列k-△h图象中正确的是_______。
8.某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律。钢球自由下落过程中,先后通过光电门A、B,计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为h,当地的重力加速度为g。
(1)用20分度游标卡尺测量钢球的直径,读数如图乙所示,钢球直径为D=( )cm。
(2)要验证机械能守恒,只要比较( )。
A.与gh是否相等
B.与2gh是否相等
C.与gh是否相等
D.与2gh是否相等
(3)钢球通过光电门的平均速度( )(选填“>”或“<”)钢球球心通过光电门的瞬时速度,由此产生的误差( )(选填“能”或“不能”)通过增加实验次数减小。
见解析
滑块由静止开始演导轨下滑,滑块受力重力、支持力,合力恒定,根据牛顿第二定律,滑块做匀加速直线运动,滑块从a至b运动的过程中,重力势能的加少量为: 动能的增加量为:
本题主要考查验证机械能守恒定律.
根据牛顿第二定律,结合运动性质,即可判定;根据下降的高度求出重力势能的减小量,依据动能表达式,即可求出从a至b运动过程中动能的增加量,从而即可求解
重力势能与动能的变化量的求解方法,注意下落的高度是解题的关键