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实验:验证机械能守恒定律
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光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间
网友投稿 2022-11-10 00:00:00 零零社区
◎ 题目
光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间,利用光电计时器来探究合外力做功与动能变化的关系.
如图2所示,水平面O点左侧是光滑平面,右侧是粗糙平面,弹簧的左端固定在竖直的墙壁上,弹簧处于自然长度时右端恰好在O点,在O点固定光电门可以测出木块通过O点的时间,木块与弹簧不相连.现用木块将弹簧压缩一段距离,然后由静止释放,将弹簧压缩的长度x、木块通过光电门的时间t、木块在粗糙水平面上滑行的距离s记入表中.
实验序号
1
2
3
4
5
6
压缩量x/cm
10
15
20
25
30
35
时间t/s
0.100
0.067
0.050
0.040
0.033
0.029
距离s/m
0.50
1.13
2.00
3.12
4.50
6.13
(1)若木块长L,通过光电门时间t,则木块通过光电门时的速度v
0
=______;
(2)从理论上讲,木块在粗糙水平面上滑动的距离s和木块通过光电门的时间t关系应是s∝______;请你运用数据表中测定的数据在图a所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性;
(3)选择适当的物理量在图b所示的坐标纸上作出能直观反映木块在粗糙水平面上滑行距离s与弹簧压缩量x的关系图象,根据图象写出的关系应是s∝______;
(4)由能量守恒定律,弹簧的最大弹性势能应等于木块在水平面上滑行中产生的总内能,由此可以确定弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系应是E
P
∝______.
◎ 答案
(1)利用木板通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,因此有:
v
0
=
L
t
故答案为:
L
t
.
(2)根据运动学公式得:v
2
=2as,得:
L
2
t
2
=2as
.
因此木块在粗糙水平面上滑动的距离s和木块通过光电门的时间t关系应是:s∝t
-2
.
根据表格中数据,得出s与t
-2
的关系图象为:
(3)利用描点法画出图象如下所示:
图象为过原点的直线,因此s∝x
2
.
故答案为:x
2
.
(4)根据功能关系可知,弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系应是E
P
∝x
2
.
故答案为:x
2
.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间…”主要考查了你对 【实验:验证机械能守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/371252.html
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