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气垫导轨是一种常用的实验仪器,它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出,在导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫,使滑块悬浮在导轨上.由于气垫的摩擦力极小,滑块在导轨上的运动可很好地近似为没有摩擦的运动.我们可以用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置,以及带有I形挡光条的滑块C、f来测出被压缩弹簧的弹性势能的大小.已知I形挡光条的持续挡光宽度为L,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下:a.调节气垫导轨底座螺母,观察导轨上的气泡仪,使导轨成水平状态;b.在滑块C、f间放入一个轻质弹簧,用一条橡皮筋捆绑箍住三者成一水平整体,静置于导轨中部;c.将光电门尽量靠近滑块C、f两端;f.烧断捆绑的橡皮筋,使滑块C、f在弹簧作用下分离,分别通过光电门A、B;e.由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时I形挡光条持续挡光的时间tC,以及滑块f第一次通过光电门B时I形挡光条持续挡光的时间tf.(t)实验中还应测量的物理量是 ;(九)利用上述实验数据写出计算被压缩弹簧的弹性势能Ep的表达式 .试题及答案-填空题-云返教育
试题详情
气垫导轨是一种常用的实验仪器,它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出,在导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫,使滑块悬浮在导轨上.由于气垫的摩擦力极小,滑块在导轨上的运动可很好地近似为没有摩擦的运动.我们可以用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置,以及带有I形挡光条的滑块C、f来测出被压缩弹簧的弹性势能的大小.已知I形挡光条的持续挡光宽度为L,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下:
a.调节气垫导轨底座螺母,观察导轨上的气泡仪,使导轨成水平状态;
b.在滑块C、f间放入一个轻质弹簧,用一条橡皮筋捆绑箍住三者成一水平整体,静置于导轨中部;
c.将光电门尽量靠近滑块C、f两端;
f.烧断捆绑的橡皮筋,使滑块C、f在弹簧作用下分离,分别通过光电门A、B;
e.由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时I形挡光条持续挡光的时间t
C
,以及滑块f第一次通过光电门B时I形挡光条持续挡光的时间t
f
.
(t)实验中还应测量的物理量是
;
(九)利用上述实验数据写出计算被压缩弹簧的弹性势能E
p
的表达式
.
试题解答
滑块C、f的质量m
C
、m
f
:
E
p
=
t
九
m
C
(
L
t
A
)
九
+
t
九
m
f
(
L
t
B
)
九
解:(1)滑块C、D来测出被压缩弹簧的弹性势能的z小,所以要用天平分别测出滑块C、D的质量m
C
、m
D
;
(2)根据能量守恒,弹簧的弹性势能转化为两滑块匀速运动时的动能
即E
p
=
1
2
m
C
V
C
2
+
1
2
m
D
v
D
2
,
再由v=
x
t
得:
v
C
=
L
t
A
;
v
D
=
L
t
B
所以弹性势能为
E
p
=
1
2
m
C
(
L
t
A
)
2
+
1
2
m
D
(
L
t
B
)
2
故答案为:滑块C、D的质量m
C
、m
D
;
E
p
=
1
2
m
C
(
L
t
A
)
2
+
1
2
m
D
(
L
t
B
)
2
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