气垫导轨的原理是利用从导轨表面小孔喷出的压缩空气,在滑块与导轨之间形成很薄的空气膜,使滑块与导轨不直接接触。因此在实验中滑块的运动可以近似看成无摩擦运动。如图是简

◎ 题目

气垫导轨的原理是利用从导轨表面小孔喷出的压缩空气,在滑块与导轨之间形成很薄的空气膜,使滑块与导轨不直接接触。因此在实验中滑块的运动可以近似看成无摩擦运动。如图是简化的气垫导轨的示意图。
某同学在验证牛顿第二定律实验中,在气垫导轨末端固定一个光电门,滑块上有一遮光板,宽板为△L(△L很小),光电门可记录遮光板经过光电门时的遮光时间△t,实验操作和处理如下:
(1)把导轨的一端用一块木块垫起,使滑块从导轨的顶端由静止滑下,遮光板经过光电门的时间,滑块经过光电门时的速度=    。
(2)保持滑块的质量一定,在导轨的一端分别垫二块、三块……相同的木块,滑块每次从同一位置滑下,并测出经过光电门的速度v0当分别垫一块和三块木块时,滑块所受合外力之比为      。
(3)只要验证与合外力F成      比(填“正”或“反”)的关系,即可验证当质量不变时a与F成正比。  
(4)导轨一端垫四块木块时,滑块质量为m,滑块所受合外力为F0要保证F不变,导轨一端垫两块木块时,滑块质量为____           。

◎ 答案

(1)(2分) (2)1:3(3分) (3)正(3分) (4)2m(3分)

◎ 解析


分析:(1)遮光板通过光电门的时间非常小,因此可以平均速度代替其通过的瞬时速度,据此可以求出窄片通过光电门时的速度大小.
(2)在导轨的一端分别垫二块、三块…相同的木块,改变了斜面的倾角,根据受力分析和牛顿第二定律求解.
(3)根据运动学公式进行分析.
(4)根据得垫四块木块和垫两块木块时的质量关系.
解答:(1)遮光板通过光电门的时间非常小,因此可以平均速度代替其通过的瞬时速度,滑块经过光电门时的速度
(2)滑块在斜面上受重力和支持力,合力等于重力沿斜面向下的分力.即
保持滑块的质量一定,在导轨的一端分别垫二块、三块…相同的木块,滑块每次从同一位置滑下,当分别垫一块和三块木块时,由(其中h为斜面高,s为斜面长)知斜面的倾角的正弦值为1:3,所以滑块所受合外力之比为1:3.
(3)由于滑块做初速度为零的匀加速运动,则加速度  所以只要验证v2与合外力F成正比即可验证当质量不变时a与F成正比.
(4)导轨一端垫四块木块时,滑块质量为m,滑块所受合外力为F,要保证F不变,导轨一端垫两块木块时,一端垫四块木块与一端垫两块木块,斜面的倾角的正弦值为2:1,而,所以滑块质量为2m.
故答案为:(1)
(2)1:3
(3)正
(4)2m

◎ 知识点

    专家分析,试题“气垫导轨的原理是利用从导轨表面小孔喷出的压缩空气,在滑块与导轨之间形成很薄的空气膜,使滑块与导轨不直接接触。因此在实验中滑块的运动可以近似看成无摩擦运动。如图是简…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】,【实验:探究弹力与弹簧伸长的关系】,【实验:探究加速度与力、质量的关系】,【实验:探究功与速度变化的关系】  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。

  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐