• 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

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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E
      p的表达式         

      试题解答


      滑块C、f的质量mC、mf:Ep=
      t
      mC(
      L
      tA
      )+
      t
      mf(
      L
      tB
      )
      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mC、mD
      (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
      mCVC2+
      1
      2
      mD vD2
      再由v=
      x
      t
      得:vC=
      L
      tA
      vD=
      L
      tB

      所以弹性势能为
      Ep=
      1
      2
      mC(
      L
      tA
      )2+
      1
      2
      mD(
      L
      tB
      )2
      故答案为:滑块C、D的质量m
      C、mDEp=
      1
      2
      mC(
      L
      tA
      )2+
      1
      2
      mD(
      L
      tB
      )2

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