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，导轨上有一装有长方形挡光片的滑块，滑块与挡光片的总质量为，滑块左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为的小球相连。导轨上的点有一光电门，可以测量挡光片经过光电门的时间。实验时滑块在A点由静止释放，用表示两点间的距离，表示挡光片的宽度。某次实验时导轨的倾角为，设重力加速度为，则在滑块从A点运动到点的过程中，和组成的系统的动能增加量，系统的重力势能减少量，在误差允许的范围内，若，则可认为系统的机械能守恒。

1. 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，导轨上有一装有长方形挡光片的滑块，滑块与挡光片的总质量为 $\text{[math]}$ ，滑块左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为 $\text{[math]}$ 的小球相连。导轨上的 $\text{[math]}$ 点有一光电门，可以测量挡光片经过光电门的时间 $\text{[math]}$ 。实验时滑块在A点由静止释放，用 $\text{[math]}$ 表示 $\text{[math]}$ 两点间的距离， $\text{[math]}$ 表示挡光片的宽度。某次实验时导轨的倾角为 $\text{[math]}$ ，设重力加速度为 $\text{[math]}$ ，则在滑块从A点运动到 $\text{[math]}$ 点的过程中， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 组成的系统的动能增加量 $\text{[math]}$ ，系统的重力势能减少量 $\text{[math]}$ ，在误差允许的范围内，若 $\text{[math]}$ ，则可认为系统的机械能守恒。

【考点】

验证机械能守恒定律;

【答案】

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实验探究题普通

1. 如图所示，是“验证机械能守恒定律”的实验，在滑块上安装一遮光条，放在水平气垫导轨上从A处由静止释放，光电计时器安装在B处。钩码总质量为m，通过质量不计的细线拉动滑块（含遮光条），遮光条宽度为d。重力加速度为g，光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间为 $\text{[math]}$ ，以钩码和滑块整体作为实验的研究对象，则：

（1）实验中是否要求钩码总质量m远小于滑块质量M？（填“是”或“否”）。

（2）实验中还需要测量的物理量是（用文字和对应的符号表示）。

（3）本实验中验证机械能守恒的表达式为：（用以上对应物理量的符号表示）。

实验探究题容易

2. 如图所示的装置为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。

(1)为完成此实验，除了图中所示器材，还必需的器材有；

A.刻度尺 B.秒表

C.天平 D.交流电源

(2)下列操作正确的是；

A.打点计时器应接到直流电源上

B.先释放重物，后接通电源

C.释放重物前，重物应尽量靠近打点计时器

(3)实验中，某实验小组得到如图所示的一条理想纸带，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为h_A、h_B、h_C。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔE_p=，动能变化量ΔE_k=。

实验探究题容易

3. 某同学设计“验证机械能守恒定律”的实验装置，如图所示，让小球从光电门正上方h高处由静止释放，数字计时器记录小球下落过程中经过光电门的时间为∆t，已知小球直径为d，当地重力加速度大小为g，则：

（1）小球经过光电门时的速度大小为；

（2）当gh近似与相等时，则在误差允许范围内可认为小球下落过程中机械能守恒。

实验探究题容易