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的质量分别为m1和m2．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．(1)若某次记录的挡光时间为△t1则挡光片到达光电门� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网——

题目内容

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△t₁则挡光片到达光电门处时B的速度大小为

d

△t

d

△t

．
（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

1

△t2

1

△t2

（选填“△t”、“△t²”、“

1

△t

”或“

1

△t2

”），若得到该图线的斜率为k，则可计算重力加速度的大小为

kd2(m2+m1)

2(m2-m1)

kd2(m2+m1)

2(m2-m1)

（用k、d、m₁和m₂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：

绳和滑轮有摩擦

绳和滑轮有摩擦

；

绳有一定的质量

绳有一定的质量

．

分析：（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．
（2）根据数学知识可知，得出图象若为直线，则可很容易的判断两个物理量之间的关系；根据图象的物理意义求出图象的斜率大小，再得出物体的重力加速度大小．
（3）绳和滑轮有摩擦，绳有一定的质量都会使得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．

解答：解：（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）m₁、m₂组成的系统为研究对象，
动能的增加量△E_k=

1

2

（m₁+m₂）v²=

1

2

（m₁+m₂）(

d

△t

)2
重力势能的减小量△E_p=（m₂-m₁）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

（m₁+m₂）(

d

△t

)2=（m₂-m₁）gh
所以按照这个设想，图线的纵坐标可以是

1

△t2

，即

1

△t2

=

2(m2-m1)g

(m1+m2)d2

h
k=

2(m2-m1)g

(m1+m2)d2

所以重力加速度的大小g为

kd2(m2+m1)

2(m2-m1)

．
（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

△t2

，

kd2(m2+m1)

2(m2-m1)

（3）绳和滑轮有摩擦，绳有一定的质量

点评：本题全面的考查了验证机械能守恒定律中的数据处理问题，要熟练掌握匀变速直线运动的规律以及功能关系，增强数据处理能力．

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用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点．对纸带上的点痕进行测量，即验证机械能守恒定律．
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其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是

．（将字母填在横线处）
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先释放重物，后接通电源开关

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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△t₁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”、“ △t2”、“”或“”），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、m₁和m₂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：；．

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△t₁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”、“△t²”、“

”），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、m₁和m₂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：______；______．

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（1）若某次记录的挡光时间为△t₁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”、“△t²”、“

”），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、m₁和m₂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：______；______．