1、第五章 机械能机械能 实验七 验证机械能守恒定律 1 实验知识自主回顾 2 核心考点重点突破 3 2年高考1年模拟 1 实验知识自主回顾 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 一一、实验目的实验目的 1掌握验证机械能守恒定律的方法掌握验证机械能守恒定律的方法。 2会用计算法或图像法处理实验数据会用计算法或图像法处理实验数据。 二二、实验原理实验原理 在自由落体运动中在自由落体运动中，物体的物体的_和和_可以互相转化可以互相转化， 但总机械能守恒但总机械能守恒。 重力势能重力势能 动能动能 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 方法方法1：若某一时刻物体下落的瞬时速度为：若某
2、一时刻物体下落的瞬时速度为v，下下 落高度为落高度为h，则应为：则应为：mgh_，借助打点计时借助打点计时 器器，测出重物某时刻的下落高度测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度和该时刻的瞬时速度 v，即可验证机械能是否守恒即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示实验装置如图所示。 方法方法 2：任意找两点：任意找两点 A、B，分别测出两点的速度大小，分别测出两点的速度大小 vA、vB以及以及 两点之间的距离两点之间的距离 d。若物体的机械能守恒，应有。若物体的机械能守恒，应有 EpEk。测定第。测定第 n 点点 的瞬时速度的方法是：测出第的瞬时速度的方法是：测出第 n 点的相邻前、后两段
3、相等时间点的相邻前、后两段相等时间 T 内下落内下落 的距离的距离 xn和和 xn 1，由公式，由公式 vnx n xn 1 2T ，或由，或由 vnd n 1dn1 2T 算出。算出。 1 2mv 2 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 三三、实验器材实验器材 铁架台铁架台(带铁夹带铁夹)，打点计时器打点计时器，重锤重锤(带纸带夹子带纸带夹子)，纸带数条纸带数条，复写复写 纸片纸片，导线导线，毫米刻度尺毫米刻度尺。除了上述器材外除了上述器材外，还必须有学生电源还必须有学生电源(交流交流8 V左右左右)。 四四、实验步骤实验步骤 1按方法按方法1把打点计时器安装在铁架台上把打点计时
4、器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与用导线把打点计时器与 学生电源连接好学生电源连接好。 2把纸带的一端和重锤用夹子固定好把纸带的一端和重锤用夹子固定好，另一端穿过打点计时器限另一端穿过打点计时器限 位孔位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 3_，_，让重锤自由下落。，让重锤自由下落。 4重复几次，得到重复几次，得到 35 条打好点的纸带。条打好点的纸带。 5在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近 2 mm，且点迹，且点迹 清晰的一条纸带，
5、在起始点标上清晰的一条纸带，在起始点标上 0，以后各点依次标，以后各点依次标 1、2、3用刻度尺用刻度尺 测出对应下落高度测出对应下落高度 h1、h2、h3。 6应用公式应用公式 vnh n 1hn1 2T 计算各点对应的瞬时速度计算各点对应的瞬时速度 v1、v2、v3。 7计算各点对应的势能减少量计算各点对应的势能减少量 mgh 和动能的增加量和动能的增加量1 2mv 2，进行比较。 ，进行比较。 接通电源接通电源 松开纸带松开纸带 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 五五、注意事项注意事项 1打点计时器安装时打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上必须使两纸带限位孔在
6、同一竖直线上，以以 减小摩擦阻力减小摩擦阻力。 2实验时实验时，需保持提纸带的手不动需保持提纸带的手不动，先接通电源先接通电源、让打点计时器让打点计时器 工作正常后再松开纸带让重锤下落工作正常后再松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的小以保证第一个点是一个清晰的小 点点。 3选用纸带时应尽量挑第一选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近二点间距接近_的纸带的纸带。 2 mm 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 4测量下落高度时测量下落高度时，都必须从起始点算起都必须从起始点算起，不能搞错不能搞错，为了减小为了减小 测量值测量值h时的相对误差时的相对误差，选取的各个计数点要离起始
7、点远一些选取的各个计数点要离起始点远一些，纸带也纸带也 不宜过长不宜过长，有效长度可在有效长度可在60 cm80 cm以内以内。 5因不需要知道动能和势能的具体数值因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的所以不需要测量重物的 质量质量。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 六六、误差分析误差分析 1测量长度时会存在偶然误差测量长度时会存在偶然误差，所以测长度时要多测几次所以测长度时要多测几次，取平取平 均值即可减小此误差均值即可减小此误差。 2由于本实验中有纸带与限位孔间的摩擦力由于本实验中有纸带与限位孔间的摩擦力(主要因素主要因素)和空气阻力和空气阻力 (次要因素次
8、要因素)的影响的影响，这是系统误差这是系统误差，它使增加的动能少于减小的重力势它使增加的动能少于减小的重力势 能能，要减小影响要减小影响，采用增加重锤质量的办法采用增加重锤质量的办法，因为当重锤的重力远大于因为当重锤的重力远大于 阻力时阻力时，可忽略阻力的影响可忽略阻力的影响。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 3为了减小相对误差为了减小相对误差，选取的计数点最好离第一个点远一些选取的计数点最好离第一个点远一些。 4若第一若第一、第二两点间的距离小于第二两点间的距离小于2 mm，则这两点间的时间间隔则这两点间的时间间隔 不到不到0.02 s或阻力过大或阻力过大。 2 核心考点重点
9、突破 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (2020 山东临沂月考山东临沂月考)某同学利用如图甲所某同学利用如图甲所 示装置验证机械能守恒定律示装置验证机械能守恒定律。他在打好点的纸带中挑选他在打好点的纸带中挑选 出一条点迹清晰的纸带出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示如图乙所示。把打下的第一点把打下的第一点 记作记作0，从从0点后某个点开始点后某个点开始，依次为依次为1、2、3，分别测分别测 出各个计时点到出各个计时点到0的距离的距离，标在图乙中标在图乙中，已知打点计时器已知打点计时器 打点周期打点周期T0.02 s，当地重力加速度大小当地重力加速度大小g9.80 m/s2， 回答下
10、列问题回答下列问题。 考点一考点一 教材原型实验教材原型实验 例例1 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (1)通过该纸带上的数据通过该纸带上的数据，可得出重物下落的加速度可得出重物下落的加速度a_ m/s2。(结果保留三位有效数字结果保留三位有效数字) (2)若重物的质量为若重物的质量为0.5 kg，从开始下落到打图乙中计时点从开始下落到打图乙中计时点4时时，重物重物 的机械能损失为的机械能损失为_ J。(结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字) (3)在处理纸带时在处理纸带时，测出各点的速度测出各点的速度v后后，描绘描绘v2h(各点到各点到0点的距点的距 离离)图像如图丙所示
11、图像如图丙所示，若选取的重物质量较大而密度若选取的重物质量较大而密度不是不是 很大很大，所受空气阻力会随重物的速度增大而明显增大所受空气阻力会随重物的速度增大而明显增大， 则则v2h图像可能是图像可能是A、B、C中的中的_。 9.50 4.110 2 C 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 (1)T0.02 s，根据逐差法求加速度，有，根据逐差法求加速度，有 ax 35 x13 2T 2 ，得，得 a 9.50 m/s2。 (2)做匀加速直线运动的重物一段时间内的平均速度等于该段时间中做匀加速直线运动的重物一段时间内的平均速度等于该段时间中 间时刻的瞬时速度， 则间时刻的
12、瞬时速度， 则 v4x35 2T， 重物从 ， 重物从 0 到到 4 增加的动能为增加的动能为 Ek1 2mv 2 4， ， 重力势能减少量为重力势能减少量为 Epmgh4，则机械能损失为则机械能损失为 EEpEk，由以由以 上各式代入数据可求得上各式代入数据可求得 E4.110 2J。 。 (3)空气阻力随重物的速度增大而明显增大，下落相同的高度空气阻力随重物的速度增大而明显增大，下落相同的高度 h 时，时， 阻力做功逐渐增大，动能增加量减小，速度增加量减小，故阻力做功逐渐增大，动能增加量减小，速度增加量减小，故 C 图像符合图像符合 描述。描述。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回
13、导航 图像法在验证机械能守恒定律中的应用图像法在验证机械能守恒定律中的应用 名师点拨名师点拨 从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度度 h，并，并 计算各点速度的平方计算各点速度的平方 v2，然后以，然后以v 2 2 为纵轴，以为纵轴，以 h 为横轴，根据实验数据为横轴，根据实验数据 绘出绘出v 2 2 h 图线。 若在实验误差允许的范围内， 图像是一条过原点且斜率图线。 若在实验误差允许的范围内， 图像是一条过原点且斜率 为为 g 的直线，则验证了机械能守恒定律。的直线，则验证了机械能守恒定律。 高考一轮总复习 物理 第五章 机
14、械能 返回导航 变式训练变式训练1(2020 黑龙江伊春二中期末黑龙江伊春二中期末)(1)为进行为进行“验证机械能验证机械能 守恒定律守恒定律”的实验的实验，有下列器材可供选用：铁架台有下列器材可供选用：铁架台、打点计时器打点计时器、复写复写 纸纸、重锤重锤、纸带纸带、停表停表、低压直流电源低压直流电源、导线导线、开关开关、天平天平。其中不必其中不必 要 的 器 材 有 ：要 的 器 材 有 ： _ ； 缺 少 的 器 材 为； 缺 少 的 器 材 为 _。 停表停表、低压直流电源低压直流电源、天平天平 低压交流电源低压交流电源、刻度尺刻度尺 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (
15、2)某次某次“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中的实验中，用用6 V、50 Hz的打点计的打点计 时器打出的一条无漏点的纸带时器打出的一条无漏点的纸带，如图所示如图所示，O点为重锤下落的起点点为重锤下落的起点，选选 取的计数点为取的计数点为A、B、C、D，各计数点到各计数点到O点的长度已在图上标出点的长度已在图上标出，单单 位为位为mm，重力加速度取重力加速度取9.8 m/s2，若重锤质量为若重锤质量为1 kg，打点计时器打出打点计时器打出 B点时点时，重锤下落的速度重锤下落的速度vB_m/s，重锤的动能重锤的动能EkB_ J。从开始下落算起从开始下落算起，打点计时器打打点计时器打
16、B点时点时，重锤的重力势能减少量为重锤的重力势能减少量为 _ J。(结果均保留三位有效数字结果均保留三位有效数字) 1.17 0.684 0.691 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 (1)验证机械能守恒定律需要的器材有：铁架台、打点计时验证机械能守恒定律需要的器材有：铁架台、打点计时 器、复写纸、重锤、纸带、导线、开关、低压交流电源、刻度尺。器、复写纸、重锤、纸带、导线、开关、低压交流电源、刻度尺。 (2)打打B点时速度点时速度vBv AC xAC 4T 125.0 31.4 10 3 40.02 m/s1.17 m/s， 重锤的动能重锤的动能 EkB1 2mv 2
17、B 1 2 11.172J0.684 J； 重锤的重力势能减少量重锤的重力势能减少量 Epmgh19.870.510 3J 0.691 J。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 “验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”实验的几个改进措施实验的几个改进措施 1物体的速度可以用光电计时器测量物体的速度可以用光电计时器测量，以减小由于测量和计算产以减小由于测量和计算产 生的误差生的误差。 2实验装置可以放在真空的环境中操作实验装置可以放在真空的环境中操作，如用牛顿管和频闪照相如用牛顿管和频闪照相 进行验证进行验证，以消除由于空气阻力作用而产生的误差以消除由于空气阻力作用而产生的误差。 3
18、可以利用气垫导轨来设计实验可以利用气垫导轨来设计实验，以减小由于摩擦产生的误差以减小由于摩擦产生的误差。 考点二考点二 实验拓展创新实验拓展创新 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 为了验证矩形线框自由下落时上为了验证矩形线框自由下落时上、下边下边 经过光电门的过程机械能是否守恒经过光电门的过程机械能是否守恒，使用了如图所示的使用了如图所示的 实验装置实验装置。已知矩形线框用直径为已知矩形线框用直径为d的圆形材料做成的圆形材料做成。 某次实验中矩形线框下边和上边先后经过光电门的挡光某次实验中矩形线框下边和上边先后经过光电门的挡光 时间分别为时间分别为t1和和t2。 例例2 高考一轮
19、总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (1)为完成该实验为完成该实验，还需通过操作测量的相应物理量是还需通过操作测量的相应物理量是_。 A用天平测出矩形线框的质量用天平测出矩形线框的质量m B用刻度尺测出矩形线框下边离光电门的高度用刻度尺测出矩形线框下边离光电门的高度h C用刻度尺测出矩形线框上用刻度尺测出矩形线框上、下边之间的距离下边之间的距离L D用停表测出矩形线框上用停表测出矩形线框上、下边通过光电门的时间间隔下边通过光电门的时间间隔t (2)如果满足如果满足关系式关系式_(请用测量的物理量和已知量请用测量的物理量和已知量 来表示来表示，重力加速度为重力加速度为g)，则自由下落过程中线
20、框的机械能守恒则自由下落过程中线框的机械能守恒。 C d t2 2 d t1 2 2gL 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 (1)矩形线框通过光电门的过程中，由机械能守恒定律可得矩形线框通过光电门的过程中，由机械能守恒定律可得 mgL1 2m d t1 2 1 2m d t2 2，即 ，即 2gL d t2 2 d t1 2，因此，还需要用刻度尺测出 ，因此，还需要用刻度尺测出 矩形线框上、下边之间的距离矩形线框上、下边之间的距离 L，C 正确。正确。 (2)由由(1)知，如果满足关系式知，如果满足关系式 2gL d t2 2 d t1 2，则自由下落过程中线 ，则自由
21、下落过程中线 框的机械能守恒。框的机械能守恒。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 变式训练变式训练2某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装实验装 置如图所示置如图所示。气垫导轨与水平桌面的夹角为气垫导轨与水平桌面的夹角为，导轨底端导轨底端P点有一带挡光点有一带挡光 片的滑块片的滑块，滑块和挡光片的总质量为滑块和挡光片的总质量为M，挡光片的宽度为挡光片的宽度为b，滑块与沙滑块与沙 桶由跨过轻质光滑定滑轮的细绳相连桶由跨过轻质光滑定滑轮的细绳相连。导轨上导轨上Q点固定一个光电门点固定一个光电门，挡挡 光片到光电门的距离为光片到光电门的距离为d
22、。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (1)实验时实验时，该同学进行了如下操作：该同学进行了如下操作： 开启气泵开启气泵，调节细沙的质量调节细沙的质量，使滑块处于静止状态使滑块处于静止状态，则沙桶和细则沙桶和细 沙的总质量为沙的总质量为_; 在沙桶中再加入质量为在沙桶中再加入质量为m的细沙的细沙，让滑块从让滑块从P点由静止开始运点由静止开始运 动动。已知光电门记录了挡光片挡光的时间为已知光电门记录了挡光片挡光的时间为t，则滑块通过则滑块通过Q点的点的瞬时瞬时 速度速度为为_。 Msin b t 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (2)在滑块从在滑块从P点运动到点运动
23、到Q点的过程中点的过程中，滑块的机械能增加量滑块的机械能增加量E1 _ ， 沙 桶 和 细 沙 的 机 械 能 减 少 量沙 桶 和 细 沙 的 机 械 能 减 少 量 E2 _。在误差允许的范围内在误差允许的范围内，如果如果 E1E2，则滑块则滑块、沙桶和细沙组成的系统机械能守恒沙桶和细沙组成的系统机械能守恒。 解析解析 本题利用气垫导轨和光电门考查验证机械能守恒定律实验本题利用气垫导轨和光电门考查验证机械能守恒定律实验 的数据处理。的数据处理。 (1)对滑块，由平衡条件得对滑块，由平衡条件得 Mgsin m 沙沙g, 解得解得 m沙沙Msin 。 滑块通过滑块通过 Q 点的瞬时速度为点的瞬
24、时速度为 v b t。 。 Mgdsin 1 2M b t 2 (Msin m)gd1 2(Msin m) b t 2 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (2)由功能关系知，滑块从由功能关系知，滑块从 P 点运动到点运动到 Q 点的过程中，滑块的机械能点的过程中，滑块的机械能 增加量增加量 E1Mgdsin 1 2M b t 2；沙桶和细沙的机械能减少量 ；沙桶和细沙的机械能减少量 E2 (Msin m)gd1 2(Msin m) b t 2。 。 3 2年高考1年模拟 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 1(2020 海南一模海南一模)某同学用如图所示的装置某同学用
25、如图所示的装置 验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律。 实验步骤如下：实验步骤如下： (1)用电磁铁吸住一个小铁球用电磁铁吸住一个小铁球，将光电门将光电门A固固 定在立柱上定在立柱上，与小铁球中心线处于同一竖直位与小铁球中心线处于同一竖直位 置置，光电门光电门B固定在立柱上的另一位置；固定在立柱上的另一位置； (2)切断电磁铁电源切断电磁铁电源，小铁球开始下落小铁球开始下落，数字数字 计时器测出小铁球通过光电门计时器测出小铁球通过光电门A和光电门和光电门B的时间的时间 分分tA、tB。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 请回答下列问题：请回答下列问题： (1)切断电磁铁电源之前切
26、断电磁铁电源之前，需要调节底座螺丝需要调节底座螺丝，使立柱处于使立柱处于_ 状态状态，以确保小铁球能通过两个光电门；以确保小铁球能通过两个光电门； (2)实验中还需要测量的物理量是实验中还需要测量的物理量是_(填选项前的字母填选项前的字母)； A小铁球的质量小铁球的质量m B小铁球的直径小铁球的直径d C光电门光电门A、B间的距离间的距离h 竖直竖直 BC 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (3)小铁球经过光电门小铁球经过光电门B时的速度可表示为时的速度可表示为vB_(用测量的物理用测量的物理 量表示量表示)； (4)在误差允许范围内在误差允许范围内，若满足关系式若满足关系式_，
27、即可验即可验 证机械能守恒定律证机械能守恒定律(用测量的物理量和重力加速度用测量的物理量和重力加速度g表示表示)。 解析解析 (1)切断电磁铁电源之前切断电磁铁电源之前，需要调节底座螺丝需要调节底座螺丝，使立柱处于使立柱处于 竖直状态竖直状态，以确保小铁球能通过两个光电门以确保小铁球能通过两个光电门； d tB d tB 2 d tA 2 2ghAB 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (2)铁球通过光电门铁球通过光电门 A、B 的速度分别为的速度分别为 vA d tA， ，vB d tB，若要验证由 ，若要验证由 A 到到 B 铁球机械能守恒，则铁球机械能守恒，则1 2mv 2
28、B 1 2mv 2 A mgh，即，即 d tB 2 d tA 2 2gh，则，则 实验中还需要测量的物理量是小铁球的直径实验中还需要测量的物理量是小铁球的直径 d 以及光电门以及光电门 A、B 间的距间的距 离离 h，故选，故选 B、C。 (3)小铁球经过光电门小铁球经过光电门 B 时的速度可表示为时的速度可表示为 vB d tB。 。 (4)在误差允许范围内， 若满足关系式在误差允许范围内， 若满足关系式 d tB 2 d tA 2 2ghAB， 即可验证机， 即可验证机 械能守恒定律。械能守恒定律。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 2(2020 山东枣庄模拟山东枣庄模拟)
29、用如图用如图1所示实验装置验证所示实验装置验证m1，m2组成的系组成的系 统机械能守恒统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列上拖着的纸带打出一系列 的点的点，对纸带上的点迹进行测量对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律即可验证机械能守恒定律。图图2给出给出 的是实验中获取的一条纸带：的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点是打下的第一个点，计数点间的距离如计数点间的距离如 图所示图所示，每相邻两计数点间还有每相邻两计数点间还有4个点个点(图中未标出图中未标出)。已知已知m150 g，m2 150 g，则则(取取g9.8 m/s2) 高
30、考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (1)在纸带上打下计数点在纸带上打下计数点 5 时的速度时的速度 v_ m/s。 (2)在打点在打点 05 过程中系统动能的增量过程中系统动能的增量 Ek_ J，系统势能，系统势能 的减少量的减少量 Ep_ J，说明在误差允许的范围内系统的机械能守，说明在误差允许的范围内系统的机械能守 恒。恒。(结果保留三位有效数字结果保留三位有效数字) (3)若某同学作出若某同学作出v 2 2 h 图像如图图像如图 3 所示， 则当地的实际重力加速度所示， 则当地的实际重力加速度 g _m/s2。 2.40 0.5
31、76 0.588 9.70 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 (1)由匀变速直线运动的推论由匀变速直线运动的推论 vt 2 v t得 得 v5x46 t46 21.60 26.40 10 2 20.1 m/s2.40 m/s。 (2)系统动能的增加量系统动能的增加量 EkEk501 2(m1 m2)v2 5 0.576 J。 系统重力势能减小量系统重力势能减小量 Ep(m2m1)gh0.19.80.600 0 J0.588 J。 在误差允许的范围内，在误差允许的范围内，m1，m2组成的系统机械能守恒。组成的系统机械能守恒。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航
32、 (3)由于系统机械能守恒，从开始释放由于系统机械能守恒，从开始释放 m2到下降到下降 h 高度，高度， 有有1 2(m1 m2)v2(m2m1)gh 即即v 2 2 m 2 m1 g m1m2 h，代入数据得，代入数据得v 2 2 g 2h。 。 而而v 2 2 h 图像的斜率图像的斜率 k5.82 1.2 4.85， 即即g 2 4.85，则，则 g9.70 m/s2。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 3(2020 江苏南京六校联考江苏南京六校联考)某实验小组利用如图所示的实验装置某实验小组利用如图所示的实验装置 验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒验证钩码和滑块所组成的系
33、统机械能守恒。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (1)在调节好导轨水平的条件下在调节好导轨水平的条件下，实验中测得遮光条的宽度实验中测得遮光条的宽度d0.50 cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通由数字计时器读出遮光条通 过光电门的时间过光电门的时间t2.010 2 s， ，则滑块经过光电门时的瞬时速度为则滑块经过光电门时的瞬时速度为 _ m/s。 (2)在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、光电门与光电门与 小车开始位置之间的距离小车开始位置之间的距离L和和_(
34、文字说明并用文字说明并用 相应的字母表示相应的字母表示)。 (3)通过比较通过比较_和和_，发现在实验误差允许的范围发现在实验误差允许的范围 内相等内相等，从而验证了系统的机械能守恒从而验证了系统的机械能守恒。(用测量的物理量符号表示用测量的物理量符号表示) 0.25 滑块与遮光条的总质量滑块与遮光条的总质量M mgL 1 2(M m) d t 2 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 本题考查利用光电门验证机械能守恒定律。本题考查利用光电门验证机械能守恒定律。 (1)滑块经过光电门的瞬时速度为滑块经过光电门的瞬时速度为 v d t 0.005 0 m 2.010 2 s0.25 m/s； (2)(3)钩码与滑块组成的系统，在运动过程中机械能守恒，由机械能钩码与滑块组成的系统，在运动过程中机械能守恒，由机械能 守恒定律得守恒定律得 mgL1 2(M m) d t 2， 故本实验还需要测量的物理量为滑块与 ， 故本实验还需要测量的物理量为滑块与 遮光条的总质量遮光条的总质量 M，若，若 mgL 和和1 2(M m) d t 2 在实验误差允许的范围内相在实验误差允许的范围内相 等，则验证了系统的机械能守恒。等，则验证了系统的机械能守恒。 谢谢观看
