驗證機械能守恒定律（解析版）-2024年高考物理一輪綜合復習導學練

2024年高考物理一輪大單元綜合復習導學練

專題35驗證機械能守恒定律

導練目標導練內(nèi)容

目標1教材經(jīng)典實驗方案的原理、步驟和數(shù)據(jù)處理

目標2新高考的改進創(chuàng)新實驗

【知識導學與典例導練】

一、教材經(jīng)典實驗方案的原理、步驟和數(shù)據(jù)處理

誤差分析：

L減小測量誤差:一是測下落距離時都從0點量起，依次將各打點對應下落高度測量完,二是多測幾次取平均

值。

2.誤差來源:由于重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功，故動能的增加量必定稍小于重力勢能的

減少量A￡p=%g〃”,改進辦法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力。

注意事項：

L打點計時器要豎直:安裝打點計時器時要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)以減少摩擦阻力。

2.重物密度要大:重物應選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料。

3.一先一后:應先接通電源，讓打點計時器正常工作，后松開紙帶讓重物下落。

4.測長度，算速度:某時刻的瞬時速度的計算應用“產(chǎn)巧皿，不能用以產(chǎn)商鼠或為=卬來計算。

【例11某學習小組利用如圖所示的裝置做"驗證機械能守恒定律"的實驗。

（1）在本實驗中，還需要用到的實驗器材有

A.刻度尺B.低壓交流電源C.低壓直流電源D.天平

（2）實驗中，先接通電源，再釋放重錘，得到下圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點4

B、C,測得它們到起始點。的距離分別為幻、/、hca已知當?shù)刂亓铀俣葹間,打點計時器打點的周期為

T,重錘的質(zhì)量為根。從打。點到打2點的過程中，重錘重力勢能的減少量________,重錘動能的增加量

是,若在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的重力勢能減少量與動能增加量近似相等，則可驗證機械能守恒。

（用上述測量量和已知量的符號表示）

號表示）

（3）有同學在紙帶上選取多個計數(shù)點，分別測量它們到起始點。的距離為肌并計算出各計數(shù)點對應的速

度v,畫出丫2一〃圖像。若阻力作用不可忽略且大小不變，已知當?shù)刂亓铀俣葹間,則畫出的圖像應為圖

中的圖線（選填或"3"）,其斜率2g（選填"小于""大于"或"等于"）。

【答案】AB/BA，皿6加電一）2小于

獷

【詳解】（1）[1]本實驗中用到了電磁打點計時器，而電磁打點計時器需要低壓交流電源，除此之外，本實

驗還需要用到刻度尺來測量紙帶上點跡之間的距離，而天平本實驗不需要，因為在驗證機械能守恒的過程

中，等式兩邊都會出現(xiàn)質(zhì)量，可以約掉，因此不需要測量物體的質(zhì)量。故選AB。

（2）⑵重力做正功重力勢能減少，重力勢能的減少量在數(shù)值上等于重力所做的功，因此可知，從打。點到

打8點的過程中，重錘重力勢能的減少量為△”=%

⑶由于重錘下落過程中做勻變速直線運動，根據(jù)中間時刻的瞬時速度可得8點的瞬時速度為力=與二

則重錘下落到B點時增加的動能為A^k=M'f

28T2

（3）⑷⑸設(shè)阻力為7,則重錘下落過程中根據(jù)動能定理有加g/z-#=g加V?與函數(shù)圖像對應的函數(shù)關(guān)系為

/=23-/）人可知其為過原點的一條傾斜的直線，因此可知圖線2與之對應，而圖像的斜率為23-/）＜2g

mm

二、新高考的改進創(chuàng)新實驗

1.單物體光電門法

【例2】用圖示裝置驗證機械能守恒定律。實驗前調(diào)整光電門位置使直徑為d的小球下落過程中球心通過光

電門中的激光束。實驗中通過斷開電磁鐵開關(guān)使小球從/點下落，經(jīng)過2點處的光電門，記錄擋光時間反,

測出小球在間下落的距離鼠豎直移動光電門，改變光電門的高度，重復上述步驟，測得多組及相應

的加，已知當?shù)刂亓铀俣葹間。

（1）小球通過光電門速度的表達式為v==

（2）根據(jù)測量數(shù)據(jù)可描繪（選填"4-獷、"二_〃，）圖象來驗證機械能是否

\t靖

守恒。若圖象是過原點的傾斜直線，且直線斜率左=,可驗證下落物體的機械能守恒。

（3）不更換小球，請你提出一種減小實驗誤差的方法：=

【答案】--~r~2~h增加/、8間的距離〃

【詳解】（1）⑴小球通過光電門速度的表達式為v=&

\t

⑵[2]根據(jù)機械能守恒定律mgh=：mv2即=第?h

2Ard

[3]可描繪，7T圖象來驗證機械能是否守恒，若圖象是過原點的直線，當斜率左近似等于冬，就驗證了自

U

由落體運動中的物體機械能守恒。

（3）⑷依據(jù)實驗原理，若不更換小球（若換密度更大的小球，可減小空氣阻力影響），則減小實驗誤差的

方法還有：增加/、8間的距離從增大〃可以得到更多的測量數(shù)據(jù)，描繪的圖像更能準確反映真實情況,

有效減小誤差。

2.系統(tǒng)光電門法

【例3】如圖所示，某實驗小組在實驗室中利用水平氣墊導軌和兩個光電門計時器A和B驗證質(zhì)量為M的

滑塊（含遮光條）和質(zhì)量為優(yōu)的鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒。已知遮光條的寬度為力先后通過A、B光電

門的時間分別為△小Afa,光電門A、B之間的距離為s,滑塊運動通過光電門B時，鉤碼未落地。（重力

加速度大小為g）

（1）實驗中，下列實驗器材不需要的是

A.天平B.刻度尺C.打點計時器D.秒表

（2）滑塊先后通過A、B兩個光電門時的瞬時速度大小分別為.o（用題中給定字母

表示）

（3）驗證本系統(tǒng)機械能守恒的表達式為o（用題中給定字母表示）

（4）下列情況中可能增大實驗誤差的是

A.氣墊導軌未調(diào)至完全水平

B.滑塊質(zhì)量"和鉤碼質(zhì)量加不滿足加<<M

C.遮光條寬度較大

D.兩光電門間距過小

dmgs=g(jW+m)

【答案】（1）CD/DCACD

At2

【詳解】（1）［1］對于鉤碼和滑塊構(gòu)成的系統(tǒng)有+

可知需要使用天平測量滑塊與鉤碼的質(zhì)量，需要刻度尺測量兩光電門之間的距離，通過光電門的時間直接

由光電門測得，故不需要打點計時器和秒表。故選CD。

d

（2）⑵滑塊通過A光電門時的瞬時速度大小為VA=—

d

⑶滑塊通過B光電門時的瞬時速度大小為VB

（3）⑷根據(jù)機械能守恒有++=〃啰整理得叫$=3（"+機）

（4）⑸A.氣墊導軌未調(diào)至完全水平，會導致系統(tǒng)機械能不守恒，可能增大實驗誤差，故A正確;

B.驗證本系統(tǒng)機械能守恒不需要滑塊質(zhì)量M和鉤碼質(zhì)量機滿足/<<",故B錯誤;

C.遮光條寬度較大，會導致通過遮光條的平均速度與瞬時速度間的差值變大，增大實驗誤差，故C正確;

D.兩光電門間距過小，可能增大實驗誤差，故D正確。故選ACD。

3.擺錘擺動驗證法

【例4】某探究小組利用圖示裝置驗證機械能守恒定律。如圖所示，將拉力傳感器固定在天花板上，不可伸

長細線一端連在拉力傳感器上的。點，另一端系住可視為質(zhì)點的鋼球。開始鋼球靜止于最低位置，此時拉

力傳感器示數(shù)為耳，將鋼球拉至細線與豎直方向成。角處無初速釋放，拉力傳感器顯示拉力的最大值為R

重力加速度為g,則

（2）該組同學將鋼球拉至細線與豎直方向不同。角靜止釋放，記下拉力傳感器最大示數(shù)R并作出《一cos。

圖像，如果鋼球的機械能守恒，下列圖像合理的是=

F

（3）如果鋼球擺動過程中機械能守恒，則高-cose圖像的斜率上=。

【答案】—C-2

g

【詳解】（1）[1]根據(jù)題意，由平衡條件有用=，密解得

g

（2）[2]根據(jù)題意，在/點，由牛頓第二定律有尸=加彳若從B點到A點的機械能守恒，則有

iF

mgZ（l-cos?）=彳研;聯(lián)立整理可得F=3-2COS。根據(jù)數(shù)學方法可知c圖正確。

2卜0

（3）⑶根據(jù)題意，結(jié)合上述分析，可知圖線的斜率為左=-2

【綜合提升專練】

1.在用打點計時器"驗證機械能守恒定律"實驗中

（1）紙帶將被釋放瞬間的四種情景如照片所示，其中最合適的是。

（2）若已知打點計時器的電源頻率為50Hz,當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2,重物質(zhì)量為0.2kg,實驗中

得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示，打尸點時，重物的速度為零，4B、C為另外3個連續(xù)點，根據(jù)圖中

的數(shù)據(jù)，可知重物由尸點運動到8點，重力勢能少量公耳=J?（計等結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

單位:cm

PAB~c?

3.14——?1

——5.01-----------?

------------7.06------>

（3）小明測量出打尸點到5點的時間灰，再用自由落體運動公式"%=g*'計算出％,這種處理數(shù)據(jù)的方法

是的（選填"正確"、"錯誤"）

（4）若PB的距離用/，表示，打B點時重物的速度為5,當兩者間的關(guān)系式滿足時，說明下落過程

中重錘的機械能守恒（已知重力加速度為g,用〃、女、g表示）。

（5）實驗中發(fā)現(xiàn)重物增加的動能總大于減少的重力勢能，其主要原因可能是0

A.重物的質(zhì)量過大B.重物的體積過小

C.先釋放重物后通電打點了D.重物及紙帶在下落時受到阻力

【答案】D0.0982錯誤*=2gh（含加也對）C

【詳解】（1）⑴驗證機械能守恒定律實驗中，為了減小紙帶與打點計時器間的摩擦力，應用手拉著紙帶上

端豎直穿過打點計時器，同時重物應該靠近打點計時器。故選D。

（2）⑵重物由尸點運動到B點，重力勢能少量為妝=mghB=0.2x9.8x5.01xIO/j名Q.0982J

（3）[3]小明測量出打P點到8點的時間與，再用自由落體運動公式"%=g*'計算出力，這種處理數(shù)據(jù)的方

法是錯誤的；因為這種方向直接認為物體只受重力作用，則這樣就會失去了驗證機械能守恒定律的意義了。

（4）⑷根據(jù)機械能守恒可得mg行g(shù)加吟可得當滿足關(guān)系式片=2g〃說明下落過程中重錘的機械能守恒。

（5）⑸實驗中發(fā)現(xiàn)重物增加的動能總大于減少的重力勢能。

AB.重物的質(zhì)量過大或重物的體積過小，均不會使重物增加的動能大于減少的重力勢能，故AB錯誤；

C.先釋放重物后通電打點了，則打第一點時重物的初速度不為零，計算重物增加的動能時，沒有減去初動

能，則重物增加的動能測量值偏大，使得重物增加的動能大于減少的重力勢能，故C正確；

D.重物及紙帶在下落時受到阻力，則重物減少的重力勢能有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使得重物增加的動能小于

減少的重力勢能，故D錯誤。故選C。

2.某小組利用圖甲裝置驗證重物M和N組成的系統(tǒng)機械能守恒。M由靜止釋放，N拖著紙帶打出一系列

的點，對點跡進行測量和數(shù)據(jù)處理，即可驗證機械能守恒。實驗中選取的一條紙帶如圖乙所示，。是打下

的第一個點，/、8、C為三個計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出，各計數(shù)點到。點的距離如圖乙

所示。已知M和N的質(zhì)量分別為300g和100g,電源的頻率為50Hz,重力加速度g=9.8m/s2。請回答下列

（1）實驗過程中，下列操作正確的是;

A.應先松開M,再接通打點計時器電源

B.打點結(jié)束后先將紙帶取下，再關(guān)閉打點計時器電源

C.固定打點計時器，應將N與打點計時器的距離盡量遠一些

D.開始時紙帶應盡量豎直下垂并與系N的細線在同一豎直線上

（2）打下計數(shù)點2時，重物的速度大小為m/s；

（3）在。到2的過程中系統(tǒng)動能的增加量為J,系統(tǒng)重力勢能的減少量為Jo（計算結(jié)果均保

留三位小數(shù)）；

（4）由此得出的實驗結(jié)論是。

【答案】D2.41.1521.176在誤差允許的范圍內(nèi)，M和N組成的系統(tǒng)機械能守恒

【詳解】（1）[1]A.應先接通打點計時器電源，再松開M,A錯誤；

B.打點結(jié)束后先關(guān)閉打點計時器電源，再將紙帶取下，B錯誤；

C.固定打點計時器，應將N與打點計時器的距離盡量近一些，C錯誤；

D.開始時紙帶應盡量豎直下垂并與系N的細線在同一豎直線上，D正確。故選D。

（2）⑵每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點（圖中未標出），則相鄰兩個計數(shù)點的時間間隔為"5x0.02s=0.1s

打下計數(shù)點B時，重物的速度大小為力=衣=-38.40）x1廠向s=24mzs

2t0.2

（3）[3]系統(tǒng)動能的增加量A^k=g（叫+%酒-06152J

[4]系統(tǒng)重力勢能的減小量A￡p=m2gh-mlgh=（m2-mjg/z=0.6x（0.3-0.1）x9.8J=1.176J

⑸在誤差允許范圍內(nèi)，M和N組成的系統(tǒng)機械能守恒。

3.用如圖甲數(shù)字化機械能守恒實驗器驗證機械能守恒定律。N為內(nèi)置了光電門的擺錘，通過輕質(zhì)桿懸掛于

轉(zhuǎn)軸。處，儀器上嵌有10個相同的圓柱體。當擺錘通過某個圓柱體時，光電門能測出其通過該圓柱體所用

的時間（即圓柱體遮光的時間）。將輕桿拉至水平，由靜止開始釋放擺錘，記錄擺錘通過①?⑩圓柱體所

用的時間上分別為乙、馬??????九。用左側(cè)刻度尺測出①?⑩圓柱體與擺錘釋放點間的高度差〃，分別為九、

h2……而。重力加速度為g。

0123cm

Illillljlll111,1Illi1.1IlliIIIIIIIIII

|ilii|iiripTiT|iiiij

01020

乙

（1）該實驗是否需要測量擺錘的質(zhì)量___________;（選填"是〃或"否〃）

（2）用游標卡尺測量圓柱體的直徑d如圖乙，讀數(shù)為cm；

（3）若有關(guān)系式（用題中所給字母表示）成立，則可驗證擺錘從②運動到⑧的過程機械能守

恒；

（4）由實驗數(shù)據(jù)，通過描點作出了如圖丙所示的線性圖像，圖像的縱坐標應為（選填1、產(chǎn)或

t

!）。如果不考慮實驗誤差，該圖像的斜率應該是。（用題中所給字母表示）

r-------------------

【答案】否。&02g

【詳解】（1）[1]該實驗要驗證的關(guān)系加84=3加$-3機V兩邊都有相，則不需要測量擺錘的質(zhì)量；

（2）[2]用游標卡尺測量圓柱體的直徑讀數(shù)為0.6cm+4x0.05mm=0.620cm；

（3）⑶從②運動到⑧的過程機械能守恒，則加8禽加v；其中為

22,8”2

（4）⑷⑸根據(jù)加8“=；m/=；加（gy可得!=筆〃則圖像的縱坐標應為!。如果不考慮實驗誤差，該圖像

的斜率應該是左=受

4.如圖甲所示的實驗裝置可用來驗證機械能守恒定律。輕桿兩端固定兩個大小相同但質(zhì)量不等的小球P、

Q,桿的正中央有一光滑的水平轉(zhuǎn)軸。，使得桿能在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。。點正下方有一光電門，小球球心

通過軌跡最低點時，恰好通過光電門，已知重力加速度為g。

0^^

（1）用游標卡尺測得小球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑已

圖乙

（2）P、Q從水平位置靜止釋放，當小球P通過最低點時，與光電門連接的數(shù)字計時器顯示的擋光時間為

△t,則小球p經(jīng)過最低點時的速度片（用字母表示）。

（3）若兩小球P、Q球心間的距離為L小球P的質(zhì)量為小球Q質(zhì)量為加心加），當滿足關(guān)系式時,

就驗證了機械能守恒定律（所有物理量用題中字母表示）。

【答案】1.050—MgL-mgL=[m+M^^）2

AtAZ

【詳解】（1）口]游標卡尺的讀數(shù)為主尺讀數(shù)與游標尺讀數(shù)之和，所以小球的直徑為

d=10mm+10x0.05mm=10.50mm=1.050cm

（2）⑵小球P經(jīng)過最低點時的速度大小為v=4

AZ

（3）[3]小球P由初始位置轉(zhuǎn)動到最低點的過程中，有!.==\o+M（《）2

2222\t

即MgL-mgL=（m+M）（—）2

Nt

5.某實驗小組做"驗證機械能守恒定律"的實驗裝置如圖所示，圖中A為鐵架臺，B、C是用細線連接的兩個

物塊，D為固定在物塊C上的細遮光條（質(zhì)量可忽略不計），E為固定在鐵架臺上的輕質(zhì)定滑輪，F(xiàn)為光電

門，實驗步驟如下：

下E

①用游標卡尺測得遮光條的寬度為力用天平分別稱出物塊B、C的質(zhì)量分別為%和加c，用跨過定滑輪的

細線連接物塊B和C；

②在鐵架臺上標記一位置。，并測得該位置與光電門之間的高度差h；

③將物塊C從位置。由靜止釋放，C加速下降，B加速上升；

④記錄遮光條D通過光電門的時間t。

依據(jù)以上步驟，回答以下問題：

（1）實驗器材中，遮光條的寬度應該選擇較（選填"寬"或"窄"）的；該實驗的研究對象是（選

填或"B、C組成的系統(tǒng)"）；

（2）從物塊C由靜止釋放到其經(jīng)過光電門的過程中，研究對象的動能增加量/=,研究對象的重

力勢能減少量Mp=;在誤差范圍內(nèi)，若上述物理量相等，則證明機械能守恒。（均用實驗中測量的

物理量符號表示，重力加速度為g）

【答案】窄B、C組成的系統(tǒng)（mc-mB）gh

2t2

【詳解】（1）[1]光電門測速的原理是將遮光條通過光電門的遮光時間內(nèi)的平均速度近似表示物塊通過光電

—Ay

門位置的瞬時速度，根據(jù)平均速度的定義式V==當。-0時，平均速度即可表示瞬時速度，可知當遮光

時間極短時，物塊通過光電門位置的瞬時速度才近似等于遮光條通過光電門的遮光時間內(nèi)的平均速度，而

要使遮光時間極短，遮光條的寬度需要窄一些，即遮光條的寬度應該選擇較窄的；

⑵根據(jù)題意可知，物塊C加速下降過程中，細線對C做負功，C的機械能減小，物塊B加速上升過程中，

細線對B做正功，B的機械能增大，可知物塊B的機械能不守恒，物塊C的機械能也不守恒，但是，物塊

BC構(gòu)成的系統(tǒng)，若忽略空氣阻力，系統(tǒng)內(nèi)的細線的彈力做功的代數(shù)和為0,該系統(tǒng)只有重力做功，該系統(tǒng)

的機械能守恒，可知該實驗的研究對象是B、C組成的系統(tǒng)。

（2）⑶根據(jù)上述，物塊C經(jīng)過光電門的速度為v=g則研究對象的動能增加量A7?k=g（加B+加c）v?

解得小卜=（%+?）/

k2尸

⑷根據(jù)題意，物塊C下降，重力勢能減小，物塊B上升，重力勢能增大，則研究對象的重力勢能減少量為

Afp=mcgh-mBgh=（mc-mB）gh

6.利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖1所示，水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌，導軌上

/點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細繩和一質(zhì)量為m的小

球相連，遮光片兩條長邊與導軌垂直，導軌上3點有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間3

用4表示/點到光電門2處的距離，6表示遮光片的寬度，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過3

點時的瞬時速度，實驗時滑塊在4處由靜止開始運動。

（1）用刻度尺測量遮光條寬度，示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)為cm。

（2）某次實驗測得傾角6=30。，重力加速度用g表示，滑塊從/處到達3處時機和"組成的系統(tǒng)動能增

加量可表示為獗=，系統(tǒng)的重力勢能減少量可表示為Mp=o（用題中字母“、機、b、t、g、

d表小）

（3）在上次實驗中，某同學改變/、8間的距離，作出的聲一“圖像如圖3所示，并測得M=〃z,則重力

加速度g=_____m/s2o

r依心、clc（M+m）b2（A/

【答案】0.50----J—m--\gd9.6

2/I2J

【詳解】（1）四刻度尺的最小刻度為1mm,則寬度6的讀數(shù)為0.50cm。

（2）⑵⑶由于光電門的寬度6很小，故用很短時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度，則滑塊通過光電門8速度

為力=:滑塊從/處到達8處時m和“組成的系統(tǒng)動能增加量為鉆,=g（M+〃z）4=

系統(tǒng)的重力勢能減少量可表示為AEp=Mgd-Mgdsin30o=,-g]gd比較強和妝，若在實驗誤差允許

的范圍內(nèi)相等，即可認為機械能是守恒的。

（3）⑷根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒有:（/+加）/=（加若正加，則v2=；g〃作出/々圖象，則圖線的

241

斜率左=^y=jg貝ij得g=9.6m/s2

7.現(xiàn)利用如圖所示裝置驗證機械能守恒定律。圖中/、8是固定的光滑斜面，斜面的傾角為30。，1和2是

固定在斜面上適當位置的兩個光電門，與它們連接的光電計時器都沒有畫出。讓滑塊從斜面的頂端滑下，

光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00x10-25、2.00x10-25。已知滑塊質(zhì)量為2.00kg,

滑塊的長度為0Q5m,光電門1和2之間的距離為0.54m,g9.80m/s2,取滑塊經(jīng)過光電門時的速度為其

平均速度。

（1）滑塊經(jīng)過光電門1時的速度VI=m/s,經(jīng)過光電門2時的速度V2=m/so

（2）滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為J,重力勢能的減少量為Jo

（3）如果△￡；，戲=，則可認為驗證了機械能守恒定律。

【答案】1.002.505.255.29A￡,

【詳解】（1）由滑塊經(jīng)過光電門1時的速度％=45x10-2

m/s=1.00m/s

%5.00x10-2

⑵滑塊經(jīng)過光電門2時的速度匕2.50m/s

（2）⑶滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量M卜二線？-舔1=3/匕2-g"?v；=5.25J

［4］重力勢能減小量AEp=冽〃gsin300=2.0x9.8x0.54x0.5J=5.29J

（3）［5］如果△綜減=兇1［增，則可認為驗證了機械能守恒定律。

8.某實驗小組利用如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律，在動滑輪的下方懸掛重物A、定滑輪的下方懸掛

重物B,重物B上固定一遮光條，遮光條的寬度為d,已知重物B與遮光條的質(zhì)量是重物A的2倍，懸掛滑

輪的輕質(zhì)細線始終保持豎直，滑輪的質(zhì)量忽略不計。

7//////////////.

（1）開始時，繩繃直，重物A、B處于靜止狀態(tài)。釋放后，A、B開始運動，測出遮光條通過光電門的時間

t,則重物B經(jīng)過光電門時的速度為％=，此時重物A的速度為以=（用題中所給的字母

表示）。

（2）測得開始釋放時遮光條中心到光電門中心之間的高度為h,測得遮光時間為fo如果系統(tǒng)的機械能守恒,

應滿足的關(guān)系式為g/?=（已知當?shù)刂亓铀俣却笮間,用實驗中所測得的物理量的字母表示）。

【答案】g竺

t2t4產(chǎn)

【詳解】（1）［1］該實驗中用到了光電門，利用遮光條通過光電門的時間計算出遮光條通過光電門的平均速

度，從而用該平均速度來代替瞬時速度，因此可得重物B經(jīng)過光電門時的速度為％

⑵重物A由動滑輪連接，根據(jù)該連接體的連接方式可知，連接重物B的繩子的伸長量是重物A上升距離的

2倍，因此可得重物A的速度為L4=g

（2）⑶設(shè)重物A的質(zhì)量為加，則重物B及遮光條的總質(zhì)量為2根，根據(jù)以上分析可知，若該系統(tǒng)機械能守

恒，則應有2mgh-mg-=+整理可得g/z=

9.黃卓華老師和他的學生們利用傳感器設(shè)計"驗證機械能守恒定律"實驗；如圖，將質(zhì)量為m、直徑為d的

金屬小球由靜止釋放，小球正下方固定一臺紅外線計時器，能自動記錄小球擋住紅外線的時間3測出小球

釋放點至計時器的高度肌改變小球下落高度肌進行多次重復實驗。此方案驗證機械能守恒定律方便快捷。

小球的質(zhì)量m和直徑d已測定。

A.f與的是否相等B.f與2g〃是否相等

C.《與的是否相等D.（與2g/z是否相等

（2）為直觀判斷小球下落過程中機械能是否守恒，應作下列哪一個圖像

A.6—圖像B.力」圖像