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12.某同學用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律,發(fā)現(xiàn)實驗誤差較大.為減小誤差,該同學設計出如圖2所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律.實驗前調(diào)整光電門位置,使小球下落通過光電門時球心能擋住激光束.實驗時,小鐵球從A點自由下落,經(jīng)過光電門B時,通過毫秒計時器(圖中未畫出)記錄擋光時間t,用毫米刻度尺測出A、B之間的距離h,用游標卡尺測得小鐵球的直徑d.重力加速度為9.則小鐵球通過光電門時的瞬時速度v=\fracicbi2x4t.如果測量的d、t、h、g滿足關系式gh=yhlgu4722t2,即可驗證機械能守恒定律.

分析 根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出小鐵球通過光電門的瞬時速度,根據(jù)下降的高度和瞬時速度,抓住動能的增加量等于重力勢能的減小量得出機械能守恒的表達式.

解答 解:根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度知,小鐵球通過光電門的瞬時速度v=\fracpnymadgt
小鐵球重力勢能的減小量△Ep=mgh,動能的增加量Ek=12mv2=12my7xy7su2t2,若mgh=12miodg7gl2t2,即gh=wn7uewv22t2,機械能守恒.
故答案為:\fraczfpojiat,gh=qoo2o4922t2

點評 解決本題的關鍵知道極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度,抓住動能的增加量與重力勢能的減小量進行求解,基礎題.

練習冊系列答案
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