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高中物理
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验证机械能守恒定律
1. 如图甲所示的实验装置可以用来验证机械能守恒定律,劲度系数为k的弹簧上端固定在铁架台横梁上,下端连接一枚固定有挡光片的钢球。用手拖住钢球,使弹簧刚好处于原长,此时钢球处于O
1
点;撤去手的作用力,钢球静止时处于O
2
点。在钢球的下方放置光电门A和光电门B,调整它们的位置,使得钢球由静止释放后能够通过两个光电门。测得钢球和挡光片总质量为m,O
1
、O
2
两点间的距离为h
1
, 光电门A、B与O
1
点之间的距离分别为h
2
和h
3
, 已知重力加速度大小为g。
(1) 用螺旋测微器测量光电门挡光片宽度d如图乙所示,则d=
mm。
(2) 实验过程中测得挡光片经过光电门A、B时的挡光时间分别为△t
1
、△t
2
, 则钢球经过光电门A时的动能为
(用所测量物理量的字母表示);若△t
2
>△t
1
则表明钢球从A到B过程中,重力势能的减少量
(选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧弹性势能的增加量。
(3) 钢球从光电门A运动到光电门B的过程中,由于弹簧弹力与伸长量成正比,可用平均力计算克服弹力所做的功,进而得到弹簧弹性势能的增加量△E
p
=
(用所测量物理量的字母表示),根据实验数据得出钢球机械能的减少量△E,比较△E
p
和△E,若两者在误差范围内近似相等,则钢球和弹簧组成的系统机械能守恒。
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