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        1. 與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況是常用的計(jì)時(shí)儀器.如圖(甲)所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置.現(xiàn)利用如圖(乙)所示的裝置驗(yàn)證“機(jī)械能守恒定律”.方法是:在滑塊上安裝一遮光板,把滑塊放在水平放置的氣墊導(dǎo)軌上,通過(guò)跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩與鉤碼相連,連接好1、2兩個(gè)光電門.在圖示位置釋放滑塊后,光電計(jì)時(shí)器記錄下滑塊上的遮光板先后通過(guò)兩個(gè)光電門的時(shí)間分別為△t1、△t2.已知滑塊(含遮光板)質(zhì)量為M、鉤碼質(zhì)量為m、兩光電門間距為s、遮光板寬度為L(zhǎng)(L遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于s)、當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.

          (1)計(jì)算滑塊上的遮光板先后通過(guò)兩個(gè)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式:v1=
          L
          t1
          L
          t1
          ,v2=
          L
          t2
          L
          t2
          (用題目中給定的字母表示)
          (2)本實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式為
          mgs=
          1
          2
          (M+m)(
          L
          t2
          )2-
          1
          2
          (M+m)(
          L
          t1
          )2
          mgs=
          1
          2
          (M+m)(
          L
          t2
          )2-
          1
          2
          (M+m)(
          L
          t1
          )2
          (用題目中給定的字母表示)
          分析:根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度表示瞬時(shí)速度求出滑塊先后通過(guò)兩個(gè)光電門的瞬時(shí)速度.抓住系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量等于系統(tǒng)動(dòng)能的增加量列出表達(dá)式.
          解答:解:滑塊通過(guò)光電門1的瞬時(shí)速度v1=
          L
          t1
          ,通過(guò)光電門2的瞬時(shí)速度v2=
          L
          t2

          系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量為mgs,系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為
          1
          2
          (M+m)(
          L
          t2
          )2-
          1
          2
          (M+m)(
          L
          t1
          )
          2

          則驗(yàn)證的機(jī)械能守恒的表達(dá)式為mgs=
          1
          2
          (M+m)(
          L
          t2
          )2-
          1
          2
          (M+m)(
          L
          t1
          )2

          故答案為:(1)v1=
          L
          t1
          ,v2=
          L
          t2

          (2)mgs=
          1
          2
          (M+m)(
          L
          t2
          )2-
          1
          2
          (M+m)(
          L
          t1
          )2
          點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵知道極短時(shí)間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時(shí)速度,以及掌握該實(shí)驗(yàn)的原理,系統(tǒng)機(jī)械能守恒.
          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間.
          現(xiàn)利用圖所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.圖中AB是固定的光滑斜面,斜面的傾角為300,1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門,與它們連接的光電計(jì)時(shí)器都沒有畫出.讓滑塊從斜面的頂端滑下,光電門1、2各自連接的光電計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為5.00×10-2s、2.00×10-2s.已知滑塊質(zhì)量為2.00kg,滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm,光電門1和2之間的距離為0.540m,g=9.80m/s2,取滑塊經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度為其平均速度.
          ①.滑塊通過(guò)光電門1時(shí)的速度v1=
          1.00
          1.00
          m/s,通過(guò)光電門2時(shí)的速度
          v2=
          2.50m/s
          2.50m/s
          m/s:(取三位有效數(shù)字)
          ②.滑塊通過(guò)光電門1、2之間的動(dòng)能增加量為
          5.25J
          5.25J
          J,重力勢(shì)能的減少量為
          5.29
          5.29
          J.(取三位有效數(shù)字)

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          (2011?金華二模)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如左圖所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體通過(guò)時(shí)的擋光時(shí)間.
          為了測(cè)定兩張紙之間的動(dòng)摩擦因數(shù),某同學(xué)利用光電計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn):如上右圖所示,在小鐵塊A和木板B上貼上待測(cè)的紙,木板B水平固定,鉛錘通過(guò)細(xì)線和小鐵塊相連.l和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門,與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出.釋放鉛錘,讓小鐵塊在木板上加速運(yùn)動(dòng),光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為2.0×10-2s和0.6×10-2s.用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鐵塊的寬度d如下圖所示.
          (1)讀出小鐵塊的寬度d=
          1.45
          1.45
          cm.
          (2)鐵塊通過(guò)光電門l的速度v1=
          0.725
          0.725
          m/s,鐵塊通過(guò)光電門2的速度v2=
          2.42
          2.42
          m/s.(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
          (3)已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,為完成測(cè)量,除了測(cè)量v1、v2和兩個(gè)光電門之間的距離L外,還需測(cè)量的物理量有:
          鐵塊的質(zhì)量m
          鐵塊的質(zhì)量m
          鉛錘的質(zhì)量M
          鉛錘的質(zhì)量M
          .(用文字說(shuō)明并用字母表示)
          (4)用(3)中各量求解動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式:μ=
          2MgL-(M+m)(
          v
          2
          2
          -
          v
          2
          1
          )
          2mgL
          2MgL-(M+m)(
          v
          2
          2
          -
          v
          2
          1
          )
          2mgL
          (用字母表示)

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          (1)使用千分尺測(cè)量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖1所示,金屬絲的直徑為
          0.260
          0.260
          mm;用游標(biāo)為50分度的卡尺(測(cè)量值可準(zhǔn)確到0.02mm)測(cè)定某圓柱的直徑時(shí),卡尺上的示數(shù)如圖.可讀出圓柱的直徑是
          52.12mm
          52.12mm

          (2)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖2所示,a、b 分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間.現(xiàn)利用圖3所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.圖3中AB是固定的光滑斜面,斜面的傾角為30°,1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門,與它們連接的光電計(jì)時(shí)器都沒有畫出.讓滑塊從斜面的頂端滑下,光電門1、2各自連接的光電計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為5.00×10-2s、2.00×10-2s.已知滑塊質(zhì)量為2.00kg,滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm,光電門1和2之間的距離為0.540m,g=9.80m/s2,取滑塊經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度為其平均速度.
          ①滑塊通過(guò)光電門1時(shí)的速度v1=
          1.00
          1.00
           m/s,通過(guò)光電門2時(shí)的速度v2=
          2.50
          2.50
           m/s;
          ②滑塊通過(guò)光電門1、2之間的動(dòng)能增加量為
          5.25J
          5.25J
           J,重力勢(shì)能的減少量為
          5.29
          5.29
           J.

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

          (1)甲、乙、丙、丁四位同學(xué)在使用不同精度的游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量同一個(gè)物體的長(zhǎng)度時(shí),分別測(cè)量的結(jié)果如下:
          甲同學(xué):使用游標(biāo)為50分度的卡尺,讀數(shù)為12.045cm
          乙同學(xué):使用游標(biāo)為10分度的卡尺,讀數(shù)為12.04cm
          丙同學(xué):使用游標(biāo)為20分度的卡尺,讀數(shù)為12.045cm
          丁同學(xué):使用精度為“0.01mm”的螺旋測(cè)微器,讀數(shù)為12.040mm
          從這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出讀數(shù)肯定有錯(cuò)誤的是
          同學(xué).

          (2)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖1所示,a、b 分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間.
          現(xiàn)利用圖2所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.圖中AB是固定的光滑斜面,斜面的傾角為300,1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門,與它們連接的光電計(jì)時(shí)器都沒有畫出.讓滑塊從斜面的頂端滑下,光電門1、2各自連接的光電計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為5.00×10-2s、2.00×10-2s.已知滑塊質(zhì)量為2.00kg,滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm,光電門1和2之間的距離為0.540m,g=9.80m/s2,取滑塊經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度為其平均速度.
          ①滑塊通過(guò)光電門1時(shí)的速度v1=
          1.00
          1.00
           m/s,通過(guò)光電門2時(shí)的速度v2=
          2.50
          2.50
           m/s;
          ②滑塊通過(guò)光電門1、2之間的動(dòng)能增加量為
          5.25
          5.25
           J,重力勢(shì)能的減少量為
          5.26
          5.26
           J.

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

          (1)在做“用電流表和電壓表測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻”實(shí)驗(yàn)時(shí):
          ①某同學(xué)連接的實(shí)物圖如圖1所示.但當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)而電流表沒有示數(shù),實(shí)驗(yàn)前儀器都檢查過(guò)是好的,也就是說(shuō)只可能是某根連接導(dǎo)線斷了.那么,請(qǐng)你分析一下,可能發(fā)生斷路故障的導(dǎo)線是
          2、5、6
          2、5、6
          (寫出所有可能斷的導(dǎo)線的編號(hào)).
          ②某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)該電路作了改進(jìn),其方法是:加接了一個(gè)定值電阻R0,如圖2所示.他加接此電阻的作用是
          防止變阻器電阻過(guò)小時(shí),電池被短路或電流表被燒壞
          防止變阻器電阻過(guò)小時(shí),電池被短路或電流表被燒壞

          (2)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體通過(guò)時(shí)的擋光時(shí)間.

          為了測(cè)定兩張紙之間的動(dòng)摩擦因數(shù),某同學(xué)利用光電計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn):如右圖所示,在小鐵塊A和木板B上貼上待測(cè)的紙,木板B水平固定,鉛錘通過(guò)細(xì)線和小鐵塊相連.1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門,與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出.釋放鉛錘,讓小鐵塊在木板上加速運(yùn)動(dòng),光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為2.0×10-2s和0.5×10-2s.用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鐵塊的寬度d如下圖所示.

          ①讀出小鐵塊的寬度d=
          2.015
          2.015
          cm.
          ②鐵塊通過(guò)光電門l的速度v1=
          1.01
          1.01
          m/s,鐵塊通過(guò)光電門2的速度v2=
          4.03
          4.03
           m/s.(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
          ③已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,為完成測(cè)量,除了測(cè)量v1、v2和兩個(gè)光電門之間的距離L外,還需測(cè)量的物理量有(用文字說(shuō)明并用字母表示)
          鐵塊的質(zhì)量m、鉛錘的質(zhì)量M
          鐵塊的質(zhì)量m、鉛錘的質(zhì)量M

          ④用③中各量求解動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式:μ=
          2MgL-(M+m)(
          v
          2
          2
          -
          v
          2
          1
          )
          2mgL
          2MgL-(M+m)(
          v
          2
          2
          -
          v
          2
          1
          )
          2mgL
          (用字母表示).

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