《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能 實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律學(xué)案（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 實(shí)驗(yàn)六　驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律． 2．實(shí)驗(yàn)原理(如圖1所示) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，求出做自由落體運(yùn)動(dòng)物體的重力勢(shì)能的減少量和相應(yīng)過(guò)程動(dòng)能的增加量，若二者相等，說(shuō)明機(jī)械能守恒，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律． 圖1 3．實(shí)驗(yàn)器材 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電源、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、重物、刻度尺、鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、導(dǎo)線兩根． 4．實(shí)驗(yàn)步驟 (1)安裝器材：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與低壓電源相連． (2)打紙帶 用手豎直提起紙帶，使重物?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器下方附近，先接通電源，再松開(kāi)紙帶，讓重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換

2、上新的紙帶重打幾條(3～5條)紙帶． (3)選紙帶：分兩種情況說(shuō)明 ①若選第1點(diǎn)O到下落到某一點(diǎn)的過(guò)程，即用mgh＝mv2來(lái)驗(yàn)證，應(yīng)選點(diǎn)跡清晰，且1、2兩點(diǎn)間距離小于或接近2mm的紙帶． ②用mvB2－mvA2＝mgΔh驗(yàn)證時(shí)，由于重力勢(shì)能的相對(duì)性，處理紙帶時(shí)選擇適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，這樣紙帶上打出的第1、2兩點(diǎn)間的距離是否小于或接近2mm就無(wú)關(guān)緊要了． 5．實(shí)驗(yàn)結(jié)論 在誤差允許的范圍內(nèi)，自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程機(jī)械能守恒． 1．誤差分析 (1)測(cè)量誤差：減小測(cè)量誤差的方法，一是測(cè)下落距離時(shí)都從0點(diǎn)量起，一次將各打點(diǎn)對(duì)應(yīng)下落高度測(cè)量完，二是多測(cè)幾次取平均值． (2)系統(tǒng)誤差：由于重物和

3、紙帶下落過(guò)程中要克服阻力做功，故動(dòng)能的增加量ΔEk＝mvn2必定稍小于重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝mghn，改進(jìn)辦法是調(diào)整安裝的器材，盡可能地減小阻力． 2．注意事項(xiàng) (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要豎直：安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)，以減少摩擦阻力． (2)重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料． (3)應(yīng)先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作，后松開(kāi)紙帶讓重物下落． (4)測(cè)長(zhǎng)度，算速度：某時(shí)刻的瞬時(shí)速度的計(jì)算應(yīng)用vn＝，不能用vn＝或vn＝gt來(lái)計(jì)算． 3．驗(yàn)證方案 方案一：利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn)計(jì)算 代入mghn和mvn2，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，mghn和mvn2

4、相等，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律． 方案二：任取兩點(diǎn)計(jì)算 (1)任取兩點(diǎn)A、B，測(cè)出hAB，算出mghAB. (2)算出mvB2－mvA2的值． (3)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，若mghAB＝mvB2－mvA2，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律． 方案三：圖象法 從紙帶上選取多個(gè)點(diǎn)，測(cè)量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的下落高度h，并計(jì)算各點(diǎn)速度的平方v2，然后以v2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出v2－h(huán)圖象．若在誤差允許的范圍內(nèi)圖象是一條過(guò)原點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律. 命題點(diǎn)一　教材原型實(shí)驗(yàn) 例1　(2016·北京理綜·21(2))利用圖2裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)．

5、 圖2 (1)為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)間的________． A．動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量 B．速度變化量和勢(shì)能變化量 C．速度變化量和高度變化量 (2)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是________． A．交流電源　　B．刻度尺　　C．天平(含砝碼) (3)實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到圖3所示的一條紙帶．在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC. 已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T(mén).設(shè)重物的質(zhì)量為m.從打O

6、點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能變化量ΔEp＝__________，動(dòng)能變化量ΔEk＝__________. 圖3 (4)大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是________． A．利用公式v＝gt計(jì)算重物速度 B．利用公式v＝計(jì)算重物速度 C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響 D．沒(méi)有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法 (5)某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒：在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h，計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v，描繪v2h圖象，并做如下判斷：若圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷是否正

7、確． 答案　(1)A　(2)AB　(3)－mghB　m()2　(4)C　(5)不正確，理由見(jiàn)解析 解析　(1)重物下落過(guò)程中重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，故該實(shí)驗(yàn)需要比較重物下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)間的動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量在誤差范圍內(nèi)是否相等，A項(xiàng)正確． (2)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，故要選A.需要測(cè)紙帶上兩點(diǎn)間的距離，還需要刻度尺，選B.根據(jù)mgh＝mv2－0可將等式兩邊的質(zhì)量抵消，不需要天平，不選C. (3)重物的重力勢(shì)能變化量為ΔEp＝－mghB，動(dòng)能的變化量ΔEk＝mvB2＝m()2. (4)重物重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，是因?yàn)橹匚锵侣溥^(guò)程中存在空氣阻力和摩擦阻力的影響

8、，C正確． (5)該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確，在重物下落h的過(guò)程中，若阻力f恒定，根據(jù)mgh－fh＝mv2－0，則v2＝2(g－)h可知，v2h圖象就是過(guò)原點(diǎn)的一條直線．要想通過(guò)v2h圖象的方法驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，還必須看圖象的斜率是否接近2g. 1．(2016·全國(guó)Ⅰ卷·22)某同學(xué)用圖4(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為交流電源，可以使用的頻率有20Hz、30Hz和40Hz，打出紙帶的一部分如圖(b)所示． (a) (b) 圖4 該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有記錄交流電的頻率f，需要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和其他題給條件進(jìn)行推算． (1)若從打出的紙帶可判定重物勻加

9、速下落，利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫(xiě)出：在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重物下落的速度大小為_(kāi)_______，打出C點(diǎn)時(shí)重物下落的速度大小為_(kāi)_______，重物下落的加速度大小為_(kāi)_______． (2)已測(cè)得s1＝8.89cm，s2＝9.50cm，s3＝10.10cm；當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.80m/s2，實(shí)驗(yàn)中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%.由此推算出f為_(kāi)_______Hz. 答案　(1)(s1＋s2)　(s2＋s3)　(s3－s1)　(2)40 解析　(1)由于重物勻加速下落，B點(diǎn)的速度vB等于AC段的平均速度，即vB＝ 由于T＝，故vB＝(s1＋s2) 同理可得v

10、C＝(s2＋s3) 勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a＝ 故a＝＝＝(s3－s1) ① (2)重物下落的過(guò)程中，由牛頓第二定律可得 mg－F阻＝ma ② 由已知條件F阻＝0.01mg ③ 由②③得a＝0.99g 由①得f＝，代入數(shù)據(jù)得f≈40Hz 2．如圖5是用“落體法”驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置．(g取9.80m/s2) 圖5 (1)選出一條清晰的紙帶如圖6甲所示，其中O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通以頻率為50Hz的交變電流．用分度值為1mm的刻度尺測(cè)得OA＝12.41cm，OB＝

11、18.90cm，OC＝27.06cm，在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B、B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn)，重錘的質(zhì)量為1.00kg.甲同學(xué)根據(jù)以上數(shù)據(jù)算出：當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí)重錘的重力勢(shì)能比開(kāi)始下落時(shí)減少了______J；此時(shí)重錘的速度vB＝______m/s，此時(shí)重錘的動(dòng)能比開(kāi)始下落時(shí)增加了______J．(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字) 圖6 (2)某同學(xué)利用他自己實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的紙帶，測(cè)量出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)的距離h，算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v，然后以h為橫軸、以v2為縱軸作出了如圖乙所示的圖線，圖線的斜率近似等于______． A．19.6　　B．9.8　　C．4.90 圖線未過(guò)原點(diǎn)O的原

12、因是________________________________． 答案　(1)1.85　1.83　1.67　(2)B　先釋放了紙帶，再合上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的開(kāi)關(guān) 解析　(1)當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢(shì)能減少量ΔEp＝mg·OB＝1.00×9.80×18.90×10－2J≈1.85J；打B點(diǎn)時(shí)重錘的速度vB＝＝m/s≈1.83 m/s，此時(shí)重錘的動(dòng)能增加量ΔEk＝mvB2＝×1.00×1.832J≈1.67J. (2)由機(jī)械守恒定律有mv2＝mgh，可得v2＝gh，由此可知圖線的斜率近似等于重力加速度g，故B正確．由圖線可知，h＝0時(shí)，重錘的速度不等于零，原因是該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋

13、放了紙帶，然后才合上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的開(kāi)關(guān)． 3．某同學(xué)用如圖7甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)誤差較大．為了減小誤差，該同學(xué)設(shè)計(jì)出如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)前調(diào)整光電門(mén)位置，使小鐵球下落通過(guò)光電門(mén)時(shí)球心能擋住激光束．實(shí)驗(yàn)時(shí)，小鐵球從A點(diǎn)自由下落，經(jīng)過(guò)光電門(mén)B時(shí)，通過(guò)毫秒計(jì)時(shí)器(圖中未畫(huà)出)記錄擋光時(shí)間t，用毫米刻度尺測(cè)出A、B之間的距離h，用游標(biāo)卡尺測(cè)得小鐵球的直徑d.重力加速度為g.則小鐵球通過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度v＝________.如果測(cè)量的d、t、h、g滿足關(guān)系式____________，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律． 　 圖7 答案　?。絞h 解析　由于

14、小鐵球很小，擋光時(shí)間t很短，可以用平均速度代替小鐵球通過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度，所以小鐵球通過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度v＝.由機(jī)械能守恒定律，小鐵球下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能mgh等于增加的動(dòng)能mv2，即mgh＝mv2，將v＝代入化簡(jiǎn)得＝gh.即如果測(cè)量的d、t、h、g滿足關(guān)系式＝gh，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律． 命題點(diǎn)二　實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新 例2　某同學(xué)用如圖8所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．一根細(xì)線系住鋼球，懸掛在鐵架臺(tái)上，鋼球靜止于A點(diǎn)，光電門(mén)固定在A的正下方，在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條．將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測(cè)出，取v＝作為鋼球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的

15、速度．記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t，計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢(shì)能變化大小ΔEp與動(dòng)能變化大小ΔEk，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒． 圖8 (1)用ΔEp＝mgh計(jì)算鋼球重力勢(shì)能變化的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測(cè)量釋放時(shí)的鋼球球心到________之間的豎直距離． A．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端 B．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心 C．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端 (2)用ΔEk＝mv2計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小，用刻度尺測(cè)量遮光條寬度，示數(shù)如圖9所示，其讀數(shù)為_(kāi)_____cm.某次測(cè)量中，計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.0100s，則鋼球的速度為v＝________m/s. 圖9 (3)下表為該同學(xué)的實(shí)

16、驗(yàn)結(jié)果： ΔEp(×10－2J) 4.892 9.786 14.69 19.59 29.38 ΔEk(×10－2J) 5.04 10.1 15.1 20.0 29.8 他發(fā)現(xiàn)表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的．你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)說(shuō)明理由． (4)請(qǐng)你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議． 答案　(1)B　(2)1.50　1.50　(3)不同意　理由見(jiàn)解析(4)見(jiàn)解析 解析　(1)鋼球下落高度h，應(yīng)測(cè)量釋放時(shí)鋼球球心到鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心之間的豎直距離，故選B. (2)遮光條的寬度d＝1.50cm，鋼球的速度v＝＝1.50m/s. (3)

17、不同意，因?yàn)榭諝庾枇?huì)造成ΔEk小于ΔEp，但表中ΔEk大于ΔEp. (4)分別測(cè)出光電門(mén)和球心到懸點(diǎn)的長(zhǎng)度L和l，計(jì)算ΔEk時(shí)，將v折算成鋼球的速度v′＝v. 4．某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖10甲所示．在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會(huì)輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計(jì)算機(jī)相連．滑塊在細(xì)線的牽引下向左加速運(yùn)動(dòng)，遮光條經(jīng)過(guò)光電傳感器A、B時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)可以得到如圖乙所示的電壓U隨時(shí)間t變化的圖象． 圖10 (1)實(shí)驗(yàn)前，接通氣源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上

18、，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的Δt1______Δt2(選填“＞”“＝”或“＜”)時(shí)，說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平． (2)用游標(biāo)卡尺測(cè)遮光條寬度d，測(cè)量結(jié)果如圖丙所示，則d＝______mm. (3)滑塊P用細(xì)線跨過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與鉤碼Q相連，鉤碼Q的質(zhì)量為m.將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過(guò)計(jì)算機(jī)得到的圖象如圖乙所示，若Δt1、Δt2和d已知，要驗(yàn)證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，還應(yīng)測(cè)出__________________(寫(xiě)出物理量的名稱(chēng)及符號(hào))． (4)若上述物理量間滿足關(guān)系式______________，則表明在上述過(guò)程中，滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒． 答案　(1)＝　(2)

19、5.0　(3)滑塊質(zhì)量M和兩光電門(mén)間距離L　(4)mgL＝(m＋M)()2－(m＋M)()2 解析　(1)實(shí)驗(yàn)前，接通氣源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的Δt1＝Δt2時(shí)，說(shuō)明滑塊已經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平． (2)用游標(biāo)卡尺測(cè)遮光條寬度d，則d＝5.0mm. (3)滑塊經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的速度分別為：和，鉤碼重力勢(shì)能的減小量為mgL，故要驗(yàn)證的關(guān)系是mgL＝(m＋M)()2－(m＋M)()2，故還應(yīng)測(cè)出滑塊質(zhì)量M和兩光電門(mén)間距離L. (4)若上述物理量間滿足關(guān)系式mgL＝(m＋M)()2－(m＋M)()2，則表明在上述過(guò)程中，滑塊和砝碼的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．

20、 5．(2016·全國(guó)Ⅱ卷·22)某物理小組對(duì)輕彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)裝置如圖11所示：輕彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與物塊連接．向左推物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能． 圖11 (1)實(shí)驗(yàn)中涉及到下列操作步驟： ①把紙帶向左拉直 ②松手釋放物塊 ③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源 ④向左推物塊使彈簧壓縮，并測(cè)量彈簧壓縮量 上述步驟正確的操作順序是________(填入代表步驟的序號(hào))． (2)圖12中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實(shí)際打點(diǎn)結(jié)果．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所

21、用交流電的頻率為50Hz.由M紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出在該紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中物塊脫離彈簧時(shí)的速度為_(kāi)_______m/s.比較兩紙帶可知，________(填“M”或“L”)紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能大． 圖12 答案　(1)④①③②　(2)1.29　M 解析　(1)根據(jù)該實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，正確步驟應(yīng)為④①③②. (2)物塊脫離彈簧時(shí)速度最大，v＝＝m/s＝1.29 m/s；由動(dòng)能定理ΔEk＝mv2，據(jù)紙帶中打點(diǎn)的疏密知M紙帶獲得的最大速度較大，對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能較大． 6．利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖13甲所示，水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌

22、，導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩和一質(zhì)量為m的小球相連；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門(mén)，可以測(cè)量遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間t，用d表示A點(diǎn)到光電門(mén)B處的距離，b表示遮光片的寬度，將遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度看作滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度，實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊在A處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)． 圖13 (1)某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得傾角θ＝30°，重力加速度用g表示，滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)m和M組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為ΔEk＝____________，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為ΔEp＝__________，在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEk＝ΔEp，則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．(用題中字母表示) (2)在上次實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)改變A、B間的距離，作出的v2－d圖象如圖乙所示，并測(cè)得M＝m，則重力加速度g＝________m/s2. 答案　(1)　(m－)gd　(2)9.6 解析　(1)系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為ΔEk＝(M＋m)vB2＝，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為ΔEp＝mgd－Mgdsin30°＝(m－)gd. (2)根據(jù)機(jī)械能守恒可得(m－)gd＝(M＋m)v2，即g＝，代入數(shù)據(jù)得g＝9.6m/s2. 11