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实验：验证机械能守恒定律
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如图所示，是用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．图（甲）中a、b分别是光电门的激光发射和接收装置．图（乙）中在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平气垫导轨上，并
网友投稿 2022-11-10 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，是用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．图（甲）中a、b分别是光电门的激光发射和接收装置．图（乙）中在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平气垫导轨上，并通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连．测得滑块（含遮光板）质量为M、钩码质量为m、遮光板宽度为d、当地的重力加速度为g．将滑块在图示位置释放后，光电计时器记录下遮光板先后通过两个光电门的时间分别为△t
1
、△t
2
．
（1）实验中还需要测量的物理量是______（在以后的表达中统一用字母A表示该量）．
（2）本实验中验证机械能守恒的表达式为：
1
2
(m+M)(
d
△
t
2
)
2
=______（用题目中给定的字母表示）．
（3）若气垫导轨的左侧高，测得系统的动能增加量______钩码的重力势能减少量．（填“＞”、“=”或“＜”）
◎ 答案
（1）实验原理是：求出通过光电门1时的速度v
1
，通过光电门1时的速度v
2
，测出两光电门间的距离A，在这个过程中，减少的重力势能能：△Ep=mgA，增加的动能为：
1
2
（M+m）
v
22
-
1
2
（M+m）
v
21
再比较减少的重力势能与增加的动能之间的关系，所以需要测出光电门间的距离A．
（2）我们验证的是：△E
p
与△E
k
的关系，即验证：△E
p
=△E
k
代入得：
mgA=
1
2
（M+m）
v
22
-
1
2
（M+m）
v
21
又：v
1
=
d
△
t
1
；v
2
=
d
△
t
2
代入得：
mgA=
1
2
（M+m）（
d
△
t
2
）
2
-
1
2
（M+m）（
d
△
t
1
）
2
即：
1
2
（m+M）（
d
△
t
2
）
2
=mgA+
1
2
（M+m）（
d
△
t
1
）
2
（3）将气垫导轨倾斜后，由于滑块的重力势能的增加或减少没有记入，故增加的动能和减少的重力势能不相等：若左侧高，系统动能增加量大于重力势能减少量；若右侧高，系统动能增加量小于重力势能减少量．
故答案为：（1）两光电门中心之间的距离A；（2）mgA+
1
2
（m+M）
(
d
△
t
1
)
2
；（3）＞．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，是用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．图（甲）中a、b分别是光电门的激光发射和接收装置．图（乙）中在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平气垫导轨上，并…”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/202211/371594.html
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