E5实验：验证机械能守恒定律【题文】（物理卷·届湖北省百所重点中学高三十月联合考试（.10））13.（7分）图示装置可用来验证机械能守恒定律。摆锤A拴在长L的轻绳一端，另一端固定在O点，在A上放一个小铁片，现将摆锤拉起，使绳偏离竖直方向成θ角时由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板P阻挡而停止运动，之后铁片将飞离摆锤而做平抛运动。（1）为了验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤在最低点的速度。若测得摆锤遇到挡板之后铁片的水平位移s和竖直下落高度h，则根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v=。（2）根据巳知的和测得的物理量，写出摆锤在运动中机械能守恒的关系式s2为。（3）改变绳偏离竖直方向的角θ的大小，测出对应摆锤遇到挡板之后铁片的水平位移s，若以s2为纵轴，则应以___________（填“θ”“cosθ”或“sinθ”）为横轴，通过描点作出的图线是一条直线，该直线的斜率k0=____________（用已知的和测得的物理量表示）。【知识点】验证机械能守恒定律．E5【答案解析】（1）（2）（3）解析：(1)根据铁片做平抛运动有：s=v0t①h＝gt2②联立①②可解得：v0=x（2）下落到最低点过程中，铁片重力势能的减小量等于其重力做功，因此有：△Ep=mgh=mgL（1-cosθ）动能的增量为：△Ek＝根据△EP=△Ek得机械能守恒的关系式为：＝gL(1cosθ)−．所以（3）由（2）知道，所以应以为横轴，斜率【思路点拨】根据平抛运动的规律x=v0t，y＝gt2可以求出铁片在最低点的速度；重锤下落过程中机械能守恒，由mgh＝mv2可以求出其机械能守恒的表达式．本题比较简单，考查了平抛运动的基本规律和机械能守恒的基本知识，对于基础知识要加强理解和应用．【题文】（物理卷·届河南省南阳一中高三上期第一次月考（.10））13．（10分）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）用游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图所示，由此读出b=mm；（2）滑块通过B点的瞬时速度可表示为；（用题中字母表示）（3）某次实验测得倾角，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ΔEk=，系统的重力势能减少量可表示为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）（4）在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的图象如图所示，并测得M=m，则重力加速度g＝m/s2。【答案】【知识点】验证机械能守恒定律E5【答案解析】⑴3.85mm⑵⑶，⑷9.6解析：⑴游标卡尺的读数为：⑵因为滑块比较小，通过光电门的平均速度可看做瞬时速度，即通过B的速度为⑶系统动能增加量可表示为系统的重力势能减少量可表示为（4）根据机械能守恒可得即，代入数据可得【思路点拨】（1）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．不同的尺有不同的精确度，注意单位问题．（2）由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．（3）根据重力做功和重力势能之间的关系可以求出重力势能的减小量，根据起末点的速度可以求出动能的增加量；根据功能关系得重力做功的数值等于重力势能减小量．（4）根据图象的物理意义可知，图象的斜率大小等于物体的重力加速度大小．了解光电门测量瞬时速度的原理．实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面．【题文】（物理卷·届河北省邯郸市高三摸底考试（.09））11．（6分）右图为验证小球做自由落体运动时机械能守恒的装置图。图中O点为释放小球的初始位置，A、B、C、D各点为固定速度传感器的位置，A、B、C、D、O各点在同一竖直线上。(1)已知当地的重力加速度为g，则要完成实验，还需要测量的物理量是________；A．小球的质量mB．小球下落到每一个速度...
