如图所示，用倾斜放置的气垫导轨验证机械能守恒定律。已知滑块和遮光条的总质量为m，遮光条的宽...

如图所示，用倾斜放置的气垫导轨验证机械能守恒定律。已知滑块和遮光条的总质量为m，遮光条的宽度为d，重力加速度为g。现将滑块由静止释放，两个光电门G1和G2分别记录了遮光条通过光电门的时间t1和t2，则滑块通过两个光电门过程中动能的增加量______，通过两个光电门过程中重力势能的减少量______（用图中所标符号表示）。若两者在实验误差允许范围内相等，则滑块在下滑过程中机械能守恒。若实验中滑块以初速度v0下滑，则上述方法______（选填“能”或“不能”）验证机械能守恒。

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利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．

（1）滑块通过B点的瞬时速度可表示为_____；

（2）某次实验测得倾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△Ek=_____，系统的重力势能减少量可表示为△Ep=_____，在误差允许的范围内，若△Ek=△Ep则可认为系统的机械能守恒．

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利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B点的瞬时速度，滑块在A处由静止开始运动。

(1)实验测得倾角θ＝30°，重力加速度为g，滑块从A到达B时m和M组成的系统动能增加量为ΔEk＝____________，系统的重力势能减少量可为ΔEp＝__________，在误差允许的范围内，若ΔEk＝ΔEp，则可认为系统的机械能守恒.(用题中字母表示)

(2)改变A、B间距离，作出v2－d图象如图乙，测得M＝m，则重力加速度g＝________m/s2.

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利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．

（1）滑块通过B点的瞬时速度可表示为_____；

（2）某次实验测得倾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△Ek=_____，系统的重力势能减少量可表示为△Ep=_____，在误差允许的范围内，若△Ek=△Ep则可认为系统的机械能守恒．

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	1	2	3	4	5
s（m）	0.600	0.800	1.000	1.200	1.400
t（ms）	8.22	7.17	6.44	5.85	5.43
（×104s-2）	1.48	1.95	2.41	2.92	3.39

高一物理解答题中等难度题查看答案及解析

（10分）现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；

（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_____。动能的增加量可表示为_________。若在运动过程中机械能守恒，与s的关系式为= ________。

(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：

以s为横坐标，为纵坐标，请你在图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=__________(保留3位有效数字)。

由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出直线的斜率，将k和进行比较，若其差值在实验误差允许的范围内，则可认为此实验验证了机械能守恒定律。

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某同学用如图所示的装置，分别验证“动能定理”及“机械能守恒定律”，在装置中，气垫导轨上滑块的质量为M，钩码的质量为m,遮光条宽度为d，两光电门间的距离为L，滑块通过两光电门，记录的时间分别为t1、t2，当地的重力加速度为g。

（1）开通气源，实验前要调节气垫导轨水平，在不提供其他器材的情况下，判断气垫导轨是否水平的方法是：　　　　　 （填“连接”或“不连接”）悬挂勾码的细绳，给滑块一个初速度，观察　　　　　　　 。

（2）要用上述装置探究滑块受到的合外力做的功与滑块动能变化的关系，要使绳中拉力近似等于钩码的重力，则m与M之间的关系应满足　　　　　　　　 ；实验要验证的表达式为　　　　　　　　 。

（3）要用上述装置探究系统在运动中的机械能关系，滑块从光电门1运动到光电门2的过程中满足关系式

时（用已知量表示），系统机械能守恒。若测量过程中发现系统动能增量总是略大于钩码重力势能的减少量，可能的原因是　　　　　　　 。

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某同学用如图所示的装置，分别验证“动能定理”及“机械能守恒定律”，在装置中，气垫导轨上滑块的质量为M，钩码的质量为m,遮光条宽度为d，两光电门间的距离为L，滑块通过两光电门，记录的时间分别为t1、t2，当地的重力加速度为g。

（1）开通气源，实验前要调节气垫导轨水平，在不提供其他器材的情况下，判断气垫导轨是否水平的方法是：　　　　　 （填“连接”或“不连接”）悬挂勾码的细绳，给滑块一个初速度，观察　　　　　　　 。

（2）要用上述装置探究滑块受到的合外力做的功与滑块动能变化的关系，要使绳中拉力近似等于钩码的重力，则m与M之间的关系应满足　　　　　　　　 ；实验要验证的表达式为　　　　　　　　 。

（3）要用上述装置探究系统在运动中的机械能关系，滑块从光电门1运动到光电门2的过程中满足关系式

时（用已知量表示），系统机械能守恒。若测量过程中发现系统动能增量总是略大于钩码重力势能的减少量，可能的原因是　　　　　　　 。

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某同学利用如图所示的气垫导轨装置验证系统机械能守恒在气垫导轨上安装了两个光电门、,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连。

（1）用分度游标卡尺测量遮光条宽度,如图所示遮光条宽度d__________。

（2）实验时要调整气垫导轨水平。不挂钩码和细线,接通气源,轻推滑块从轨道右端向左运动的过程中,发现遮光条通过光电门的时间小于通过光电门的时间.以下选项中能够达到调整气垫导轨水平目标的措施是（_____）

A.调节旋钮P使轨道左端升高一些

B.遮光条的宽度增大一些

C.滑块的质量增大一些

D.气源的供气量增大一些

（3）调整气垫导轨水平后,挂上细绳和钩码进行实验,测出光电门、间的距离. 遮光条的宽度,滑块和遮光条的总质量,钩码质量. 由数字计时器读出遮光条通过光电门、的时间、,则遮光条通过光电门时的瞬时速度的表达式__________;验证系统机械能守恒定律成立的表达式是__________(用题中的字母表示)

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利用如图所示的装置可以探究系统机械能守恒，在滑块B上安装宽度为L（较小）的遮光板（遮光板质量忽略不计），把滑块B放在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑轮的绳与钩码A相连，连接好光电门与数字毫秒计，两光电门间距离用S表示．数字毫秒计能够记录滑块先后通过两个光电门的时间△t1、△t2，当地的重力加速度为g．请分析回答下列问题

（1）为完成验证机械能守恒的实验，除了上面提到的相关物理量之外，还需要测量的量有______（均用字母符号表示，并写清每个符号表示的物理意义）

（2）滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度v1=_____、v2=____　（用题中已给或所测的物理量符号来表示）．

（3）在本实验中，验证机械能守恒的表达式为：________________________（用题中已给或所测的物理量符号来表示）．

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