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实验：验证机械能守恒定律
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某同学设计图甲所示实验验证物块A、B组成的系统机械能守恒．物块B装有一宽度很小的挡光片，测得挡光片宽度为d，A和B（含挡光片）的质量分别为m1和m2．系统由静止释放，当挡光片通
网友投稿 2022-11-10 00:00:00 零零社区
◎ 题目
某同学设计图甲所示实验验证物块A、B组成的系统机械能守恒．物块B装有一宽度很小的挡光片，测得挡光片宽度为d，A和B（含挡光片）的质量分别为m
1
和m
2
．系统由静止释放，当挡光片通过光电门（固定光电门的装置未画出）时，可通过计算机系统记录挡光时间△t．改变挡光片到光电门的距离h，重复实验，采集多组数据（A未碰到滑轮）．
（1）若某次记录的挡光时间为△t
1
则挡光片到达光电门处时B的速度大小为______．
（2）该同学设想：若根据采集到的数据能得到图乙所示的直线，就能说明物块A、B组成的系统机械能守恒，按照这个设想，图线的纵坐标可以是______（选填“△t”、“△t
2
”、“
1
△t
”或“
1
△
t
2
”），若得到该图线的斜率为k，则可计算重力加速度的大小为______（用k、d、m
1
和m
2
表示）
（3）在实际运动过程中系统动能的增加量△E
K
小于系统势能的减少量△E
p
，指出产生这个系统误差除空气阻力外的两个原因：______；______．
◎ 答案
（1）B经过光电门时的瞬时速度可近似认为是B经过光电门的平均速度
挡光片到达光电门处时B的速度大小为v=
d
△t
，
（2）m
1
、m
2
组成的系统为研究对象，
动能的增加量△E
k
=
1
2
（m
1
+m
2
）v
2
=
1
2
（m
1
+m
2
）
(
d
△t
)
2
重力势能的减小量△E
p
=（m
2
-m
1
）gh
因此只要比较二者是否相等，即可验证系统机械能是否守恒．
即
1
2
（m
1
+m
2
）
(
d
△t
)
2
=（m
2
-m
1
）gh
所以按照这个设想，图线的纵坐标可以是
1
△
t
2
，即
1
△
t
2
=
2
(m
2
-m
1
)g
(m
1
+m
2
)d
2
h
k=
2
(m
2
-m
1
)g
(m
1
+m
2
)d
2
所以重力加速度的大小g为
kd
2
(m
2
+m
1
)
2(m
2
-m
1
)
．
（3）在实际运动过程中系统动能的增加量△E
K
小于系统势能的减少量△E
p
，指出产生这个系统误差除空气阻力外的两个原因：绳和滑轮有摩擦，绳有一定的质量．
故答案为：（1）
d
△t
（2）
1
△
t
2
，
kd
2
(m
2
+m
1
)
2
(m
2
-m
1
)
（3）绳和滑轮有摩擦，绳有一定的质量
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“某同学设计图甲所示实验验证物块A、B组成的系统机械能守恒．物块B装有一宽度很小的挡光片，测得挡光片宽度为d，A和B（含挡光片）的质量分别为m1和m2．系统由静止释放，当挡光片通…”主要考查了你对 【实验：验证机械能守恒定律】 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。
http://www.00-edu.com/html/202211/371233.html
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