Page 163 - 这样学高中物理更有益——力学部分

第六章 机械能守恒定律

求实验中绳子越轻越好，弹性越小越好，不宜太长，长了形变对实验的影响越大。
m 、m 相差越大，整体所受阻力相对于合力对运动的影响越小，这些都能减小
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系统误差，提高实验准确程度。
类型三：小车在滑板上的匀加速运动。

如图所示装置中，测出小车质量 M 和小桶与
沙的总质量 m，安装好仪器器材后，使滑板适当倾
斜以平衡滑动摩擦力，平衡掉滑动摩擦力以后，就
相当于不受摩擦力的作用。先接通电源，再释放小

车，从打出的纸带上，选出两个适当点进行测量与
计算。以小车、沙桶系统为研究对象，测出两点距离 L，则系统减少的重力势能为：
ΔE =mgL；利用匀变速直线运动“一段时间的中点时刻的速度等于这段时间里
P
的平均速度”的推论及平均速度的定义，可算出打出所选的两点时小车及沙桶的

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速度 v 、v ，系统增加的动能为： E =∆ k 2 ( M + m v ) 2 2 − 2 ( M + m v ) 1 。
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说明：滑板可以减小摩擦力的作用，但由于滑板的不均匀和打点计时器的作
用可能造成误差较大。
类型四：利用光电门进行验证。

如图所示，将气垫导轨倾斜放置，
光电门 a 遮光条
滑块在自身重力作用下沿导轨（光滑斜
光电门 b 滑块
面）匀加速下滑。a、b 为固定在导轨上
的两个光电门，利用与其连接的光电计 h

时器，可测出滑块通过的时间 t，利用
游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度 d，
d
可算出滑块经过光电门的速度为 v = v = ，这样就可以计算出物体在两个光电
t
门间运动时动能的增加量。测出两光电门中心间距 L，导轨两端的水平距离 C，
两端的高度差 h，可计算出物体在两个光电门间运动时重力势能的减少量为：
mgLh
∆ E = 。若滑块经过两个光电门的时间分别为 t 、t ，则滑块动能增加量
P 2 2 1 2
h + C
1 d 2 1 d 2
为： E =∆ k m ( ) − m ( ) 。
2 t 2 2 t 1
说明：本实验中真实的速度应该是位移中点的瞬时速度，而测量值为时间中

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