机械能守恒定律

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇机械能守恒定律范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

机械能守恒定律范文第1篇

首先，机械能守恒是对系统而言的，而不是对单个物体。如：地球和物体、物体和弹簧等。对于系统机械能守恒，要适当选取参照系，因为一个力学系统的机械能是否守恒与参照系的选取是有关的。

其次，适当选取零势能面(参考平面)，尽管零势能面的选取是任意的，但研究同一问题，必须相对同一零势能面。零势能面的选取必须以方便解题为前提。如研究单摆振动中的机构能守恒问题，一般选取竖直面上轨迹的最低点作为零势能面较为恰当。

再次，适当选取所研究过程的初末状态，且注意动能、势能的统—性。

用机械能守恒定律解题有两种表达式，可根据具体题目灵活应用：

①位置1的机械能E1＝位置2的E2，

即：Ek1+Ep1=Ek2+Ep2

②位置1的Ep1(Ek1)转化为位置2的Ek2(Ep2)

即；Ep1-Ep2=Ek1-Ek2

下面提供二个例子：

[例1]如图1所示，一光滑斜面置于光滑水平地面上，斜面顶端有一物体由静止开始沿斜面下滑；在物体下滑过程中，下列说法正确的有：

（A）物体的重力势能减少，动能增加。（B）斜面的机械能不变。

（C）物体的机械能减少。（D）物体及斜面组成的系统机械能守恒。

[分析]物体在下滑过程中对斜面有垂直于该斜面的压力。由于斜面不固定，地面又光滑斜面必将向右产生加速度；其动能及其机械能增加。所以（B）项错误。物件一方面克服斜面对它的压力做功：机械能减少；另一方面由于它的重力做功，重力势能减少，动能增加，因此选项(A)(C)正确。对于物体与斜面组成的物体系；只有物体重力做功，没有与系统外物体发生能量的转化或转移，机械能守恒，故（D）项正确。

答案为：（A、C、D）

[例2]如图2，长为l的细绳系于0点，另一端系一质量为m的小球，0点正下方距0点1／2处有一小钉，将细绳拉至与竖宣方向成q＝30o角位置由静止释放，由于钉子作用；细绳所能张开的最大角度为a；则角a为多大？（不计空气阻力和绳与钉碰撞引起的机械能损失，a用三角函数表示）

[解法]小球在运动过程中只有重力做功

机械能守恒定律范文第2篇

关键词：机械能；守恒定律；实验改进

验证机械能守恒定律是高中物理必修课内容之一，课本对该实验的设计思路、步骤和过程均有考察。表面上看，实验设计完善精确，但深入分析可以发现，该实验装置漏洞多，缺乏科学性和操作性，依据课本无法完成实验操作。为此，本文对验证机械能守恒定律实验改进谈谈我个人看法和学习心得，提高实验可操作性和精确性。

一、实验存在的问题

图1为教材所示实验配图，打点计时器使用烧瓶夹固定，即使使用专用夹子也无法将打点计时器固定于铁夹上。电磁打点计时器和电火花计时器所受重力分别为2.7 N和2 N，实验要求电磁打点计时器与烧瓶夹的基础面上，难以计算烧瓶夹住计时器产生的相对压力，也难以稳定地固定打点计时器。而由于两种计时器的结构及功能，计时器只能固定于左下角，该固定位置容易导致烧瓶夹并非夹在离计时器重心位置，使计时器存在转动力矩，试验中容易随振动而向下转动。改用电火花计时器也无法规避该问题。

二、改进措施

使用铁夹底座面和烧瓶夹共同固定打点计时器，如图2所示。将打点计时器竖直放于铁架台底座面，连接线柱一侧贴近铁架台底座面，将铁架台立柱垂直夹角降至合适位置，使用烧瓶夹夹住计时器右上角，带孔一端伸出台面，将打点计时器底座调节至竖直状态。此时打点计时器受铁架台及烧瓶夹共同作用，可将计时器稳定地固定于底座面。该设计方式不仅可以稳定地固定打点计时器，还确保底座与运动纸带始终处于同一水平位置，实验操作也更加灵活方便。另外，试验中保证纸带舒展。纸带通常被卷成圆形，纸带的摩擦力增大。而电磁打点计时器的工作阻力应低于2.49×10-2 N，纸带摩擦力远远高于打点计时器的工作阻力。而且卷曲的纸带也容易导致计时器打点，导致迹点不清晰。因此，实验前应将纸带捋直，减小摩擦力，使“迹点”更清晰。还应选择质地软薄、韧性高的纸带，提高“迹点”的清晰度。

在物理课程改革背景下，物理实验安排设计应贴近实际，使实验仪器结构、性能更加符合学校实际情况，才能更有利于物理实验教学。否则更容易造成实验教学混乱，使实验教学无法发挥作用。

参考文献：

机械能守恒定律范文第3篇

【关键词】机械能；改变；外力做功

“在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变”，这是机械能守恒定律的内容。机械能守恒定律的适用条件是“只有重力或弹力做功的物体系统。”由这个条件可以推理出：在系统内若还有其它力做功，并且做功不为零，那系统的机械能就不守恒。

例如“一架吊车吊起一质量为m的重物并上升”这一物理过程，从力做功的角度看，在重物上升的过程中除了重力做功以外吊车对重物的拉力也做了功，所以重物的机械能不守恒。从能量转化的角度来看，在这一过程中除了动能与势能的相互转化以外，还存在其它形式能向机械能的转化，所以物体的机械能不守恒。

再例如：一轻质弹簧一端固定在竖直的墙上，另一端与一质量为m的物体相连，放在粗糙的水平面上，先压缩弹簧然后释放。弹簧与物体组成的系统在整个运动过程中，除了弹簧的弹力做功以外还存在物体与水平面的摩擦力做功，在摩擦力做功的同时系统的一部分机械能转化为内能，所以系统的机械能不守恒。

由此可知，在一个物体系统内，除了重力或弹力做功以外其它力做功不为零，则系统的机械能将发生变化。那么机械能的变化与外力（除了重力或弹力以外的力，后面都称为“外力”）做功存在什么关系呢？下面我们通过推导来寻找。

一架吊车用力F把质量为m的物体吊起，当物体距地面高度为h1时速度为v1，当距地面高度为h2时速度为v2，求物体从h1到h2过程中拉力F做的功

解析：物体上升的过程中受到重力和拉力，并且两个力都做功，由动能定理得：

W-mg（h2-h1）=12MV22-12MV21

所以W=12MV22-12MV21+mg（h2-h1），

或者W=（12MV22+mgh2）-（12MV21+mgh1）

其中12MV22+mgh2为物体末状态的机械能，12MV21+mgh1为初状态的机械能。这个公式说明：在一个物体系统内，外力做功等于系统机械能的变化量。

通过上面的内容可以得到这样一个结论：在一个物体系统内除了重力或弹力以外的力做功不为零，则系统机械能不守恒，外力做功等于机械能的变化量。当外力做正功时，机械能增加，增加的机械能等于外力所做的功；当外力做负功时，机械能减少，减少的机械能等于物体克服外力所做的功。有了这个结论，在一些题目中就可以直接运用。

例1，质量为m的物体，从静止开始以g/2的加速度竖直下落h的过程中，以下说法正确的是（）

A．物体的机械能守恒。B．物体的机械能减少mgh/2

C．物体的重力势能减少mghD．物体克服阻力做功为mgh/2

解析：由物体下落的加速度可知物体下落时受到重力和一外力（阻力），并且这两个力都对物体做功不为零，所以物体的机械能不守恒；阻力对物体做负功，由上面的结论可知物体的机械能减少。由牛顿第二定律可得阻力f=mg/2，所以物体克服阻力做功mgh/2，物体机械能减少mgh/2；重力做功mgh，所以重力势能减少mgh。所以本题目答案是BCD。

例2，如图所示，具有一定初速度的物体，沿倾角为30。的粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F的作用，这时物块的加速度大小为4m/s2，方向沿斜面向下，那么在物块向上运动过程中，正确的说法是（）

A．物块的机械能一定增加 B．物块的机械能一定减少

C．物块的机械能可能不变 D．物块的机械能可能增加也可能减少

解析：本题中的物体受到重力、斜面的支持力、摩擦力和拉力，其中除了支持力不做功外，其它力都对物体做功，摩擦力做负功，拉力做正功。若两个力的功的代数和为零，则物体的机械能不变，若不为零物体的机械能就发生变化。所以这个题目转化为比较摩擦力和拉力的大小。对物体由牛顿第二定律可得

mgsin30。+f-F=ma

所以 F=mgsin30。+f-ma

由已知条件可得拉力大于摩擦力，所以拉力与摩擦力的合力做正功，物体的机械能增加，答案是A。

这种题目在力学中经常出现，即便在静电场中也时有出现，例如：（例3）一质量为m的带电小球，在竖直方向的匀强电场中以速度v0水平抛出，小球的加速度大小为2g/3，则小球在下落高度h过程中（）

A.动能增加了2mgh/3B.电势能增加了mgh/3

C.重力势能减少了2mgh/3 D.机械能减少了mgh/3

机械能守恒定律范文第4篇

■ 一、 机械能守恒定律应用中研究对象系统的选取

机械能守恒定律的研究对象必须是一个系统. 应用机械能守恒定律必须准确的选择系统. 系统选择得当，机械能守恒；系统选择不得当，机械能不守恒. 对机械能不守恒的系统应用机械能守恒定律必然得出错误的结果.

■ 例1 如图1所示，长为2 L的轻杆OB，O端装有转轴，B端固定一个质量为m的小球B，OB中点A固定一个质量为m的小球A，若OB杆从水平位置静止开始释放转到竖直位置的过程中，求：

（1） A、B球摆到最低点的速度大小各是多少？

（2） 轻杆对A、B球各做功多少？

（3） 轻杆对A、B球所做的总功为多少？

■ 解析 有学生分别选A、B球及地球为一系统，有机械能守恒定律得到：

mgl=■mv2A，mg2l=■mv2B

由上两式得：vA=■，vB=■

上述解法其实是不对的，错在何处呢？是系统选择错误. 事实上，小球A（或B）与地球单独组成的系统机械能并不守恒，这是因为轻杆往下摆的过程中，轻杆分别对A、B两球做了功（注意轻杆可以产生切向力，不象轻绳，只能产生法向力）. 对机械能不守恒的系统应用守恒定律求解，当然出错. 那么，应该选择什么系统呢？应选A、B球及地球所组成的系统，机械能是守恒的.

（1） 选A、B及地球为研究系统，此系统中只有动能和重力势能发生转化，系统机械能守恒，有：■mv′2A+■mv′2B=mgl+mg2l vB=2vA

由上面两式可得：

v′A=■，v′B=■

（2） 由（1）不难得到：v′AvB

即A、B间的轻杆对B球做正功，对A球做负功.

轻杆对A球做功为：

WA=■mv′2A-■mv2A=-0.4mgl

同理可得，轻杆对B球做功为：WB=0.4mgl

（3） 轻杆对A、B所做总功为0.

■ 分析 从（2）不难看出轻杆对小球B做了正功，对A球做了负功. 从（3）可得到，A、B两球及轻杆这一系统，并没有机械能与其他形式能量的转化，故机械能守恒. A、B间轻杆的作用之一是实现了A球与B球之间机械能的传递.

■ 二、 机械能守恒定律应用中物理过程的选取

机械能守恒定律也是一条过程规律，在使用时必须选取具体的物理过程，确定初、末状态. 选取物理过程必须遵循两个基本原则，一要符合求解要求，二要尽量使求解过程简化. 可选全过程，有时则必须将全过程分解成几个阶段，然后再分别应用机械能守恒定律求解.

■ 例2 如图2所示，质量均为m的小球A、B、C，用两条长均为L的细线相连，置于高为h的光滑水平桌面上. L>h，A球刚跨过桌面. 若A球、B球下落着地后均不再反弹，则C球离开桌边缘时的速度大小是多少？

■ 解析 本题描述的物理过程是：A球下落带动B、C球运动. A球着地前瞬间，A、B、C三球速率相等，且B、C球均在桌面上. 因A球着地后不反弹，故A、B两球间线松弛，B球继续运动并下落，带动小球C，在B球着地前瞬间，B、C两球速率相等. 故本题的物理过程应划分为两个阶段：从A球开始下落到A球着地瞬间；第二个阶段，从A球着地后到B球着地瞬间.

在第一个阶段，选三个球及地球为系统，机械能守恒，则有：mgh=■（3m）v21

第二个阶段，选B、C两球及地球为系统，机械能守恒，则有：

mgh=■（2m）v22-■（2m）v21

由上面两式求解得：v2=■

在A球撞地后受到冲击力，将A球速度瞬间减为0，之后就需要换取研究对象和过程，才能正确求解.

■ 三、 利用机械能守恒定律的另一表达式ΔEk+ΔEp=0解题

在运用机械能守恒定律Ek1+Ep1=Ek2+Ep2时，必须选取零势能参考面，而且在同一问题中必须选取同一零势能参考面. 但在某些机械能守恒的问题中，运用Ek1+Ep1=Ek2+Ep2求解不太方便，而运用ΔEK+ΔEP=0较为简单. 运用ΔEK+ΔEP=0的一个最大优点是不必选取零势能参考面，只要弄清楚过程中物体重力势能的变化即可.

■ 例3 如图3所示，一固定的斜面，θ=30°，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮，一软弱的细线跨过定滑轮，两边分别与A、B连接，A的质量为4m，B的质量为m，开始时将B按在地面上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而B上升，物块A与斜面间无摩擦，设当A沿斜面下滑s距离后，细线突然断了，求物块B上升的最大距离H.

■ 解析 取A、B及地球为系统：

ΔEK=-ΔEP

■（4m+m）v2=4mg・s・sin30°-mgs①

对B：0-v2=2（-g）h②

H=s+h③

机械能守恒定律范文第5篇

一、实验要点

1. 实验的思路.

在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能相互转化，但总的机械能守恒，若物体某时刻即时速度为v，下落高度为h，恒有：■mv2=mgh .

故可借助打点记时器，通过纸带测出重物某时刻下落高度h和该时刻的即时速度，即可验证机械能守恒定律.

2. 如何求出某点的瞬时速度v？

图1是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从O点开始依次取计数点1，2，3，……，图中h1，h2，h3，……分别为O与计数点1、2、3…… 的距离。根据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出某点的瞬时速度vA.

如计数点点1的瞬时速度：v1=■。依次类推可求出点2，3，……处的瞬时速度v2，v3，…….

3. 如何确定重物下落的高度？

图3中h1、h2、h3、……分别为纸带从O点下落的高度.

二、注意事项：

1. 该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是第一点O为计时起点，O点的速度应为零.怎样判别呢？因为打点计时器每隔0.02S打点一次，在最初的0.02S内物体下落距离应为0.002m，所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近两年2mm 的纸带进行测量；二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点，每相邻两点时间间隔 t=0.02S.

2. 因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不必测量物体的质量 m，而只需验证■vn2=ghn就行了.

3. 打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以尽量减少重物带着纸带下落时所受到的阻力作用.

4. 实验时，必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落.

5. 测量下落高度时，都必须从起始点算起，不能弄错.为了减小测量 h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些.

三、热点题型

热点一 基本物理量的测量与计算

【例1】小明用图2的装置来验证机械能守恒定律，问：

（一）实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：

A. 用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v.

B. 用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=■计算出瞬时速度.

C. 根据做匀变速直线运动的规律纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度h.

D. 用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v.

以上方案中只有一种正确，正确的是 .（填入相应的字母）

（二）完成下列相关问题：

（1）在下列器材中：电磁打点计时器、铁架台、带铁夹的重物、复写纸、纸带、秒表、导线、开关、天平，其中不必要的器材是 ；缺少的器材是 .

（2）实验中得到了甲、乙、丙三条实验纸带，如图3，则应选 纸带好.

（3）图4是选出的一条纸带，其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中，问：

①这三个数据中不符合有效数字读数要求的是

，应记作 cm.

②现用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，g=10m/s2，则该段重锤重力势能的减少量为 ，而动能的增加量为 ，（均保留3位有效数字，重锤质量为m）.由于系统误差总是使重力势能的减少量 （填大于、等于或小于）动能的增加量，原因是 .

解析：（一）物体下落的时间由打点计时器记录，无需测出，由于空气阻力、摩擦阻力等的影响，重物实际下落的加速度小于重力加速度g，故用v=gt和v=■计算某点的瞬时速度时会使动能增量测量值偏大，故选项A、B都错.

由匀变速直线运动的规律知纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度；纸带开始打出的点比较密集，测出的时间误差很大，实验中的加速度是小于实验当地的g，故不能用公式h=■gt2来计算第一点到某点的距离，而是用刻度尺来测量，故选项C错误.

通过上述分析可知选项D对.

（二）（1）其中不必要的器材是秒表，天平；缺少的器材是低压交流电源和刻度尺.

（2）实验时纸带静止释放做自由落体运动，则第一个点与第二个点间的距离是h=■gt2=■×9.8×0.022mm=1.96mm；因此应选甲纸带好.

（3）①不符合有效数字读数要求的是OC，应记作15.70 cm.

② 重力势能的减少量为EP=mghOB=1.24m.

重物在B点的瞬时速度为vB=■=■=1.55m/s.

动能的增加量为EK=EK=■■=1.20m.

由以上计算可知重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是因为有摩擦，减少的重力势能一部分转化为内能.

点评：本实验主要测量的物理量有：①某点的瞬时速度；②两个计数点之间距离的测量；③纸带加速度的计算；④物体通过某两个计数点重力势能的变化量和动能的变化量.

热点二 用图像探究机械能守恒定律

【例2】小明用图1的实验装置来验证机械能守恒定律，他从打出的纸带中选出了一条比较理想的纸带，舍去开始密集的点，得到了如图5所示的一条纸带，然后根据纸带得到了下表中的数据：其中？驻hi=hi-h1是h2、h、h4、h5、h6与h1之间的高度差；？驻vi2=vi2-v12计数点2、3、4、5各点瞬时速度平方与计数点1瞬时速度的平方差，问：

（1）完成表中所缺的数据；

（2）根据表中的数据得到了如图6所示的Δv2—h图像，由该图像可得出的结论是 .

（3）由图像可求得该地的重力加速度g= .

解析：（1）Δh4=h5-h1=67.2-5.8=61.4mm.

（2）由mg·Δh=■mΔvi2可知Δh∝Δvi2，因此由图像可得：在只有重力做功的条件下物体的机械能守恒.

（3）由mg·Δh=■mΔvi2可知图像的斜率为：k=■=■.为求直线斜率可在直线上取两个距离较远的点，如（0.58，30.0×10-3）和（1.00，52.0×10-3），则直线的斜率为：k=■=0.052，则当地重力加速度为：g=■=9.62m/s2.

点评：用图像来探究机械能守恒定律时，一定要把握以下几种作图象所依据的原理：

①从静止开始采用“守恒式”：0+mghoc=■mvc2+0；

②从静止开始采用“增减式”：■mΔvc2=mg·Δhoc；

③不从静止开始采用“守恒式”：■m■+mghBC=■m■+0；

④不从静止开始采用“增减式”：■m（■-■）=mg·ΔhBC .

热点三 如何用连接体来探究机械能守恒定律

【例3】如图7所示，两质量分别为m1、m2的小物块A和B（B包括挡光片质量），分别系在条垮过定滑轮的软绳两端，已知m1>m2，现要用此装置验证机械能守恒定律。物体B中固定挡光片，当挡光片经过两光电门时，会分别记录下物体B通过光电门的时间，先用手托着m1静止不动，实验时释放m1，实验步骤如下：

①安装好实验器材：

②用刻度尺测量出两光电门之间的距离；

③静止释放m1，在物体A没落地之前让B通过两光电门；

④分别记录B通过两光电门的时间Δt1、Δt2；

问：本实验中，当m2通过两光电门时，实验数据满足一个怎样的关系式才算是验证机械能守恒定律？（设重力加速度为g，两光电门的距离为h）.

解析：挡光片经过光电门的时间很短，可以认为是匀速通过，因此v1=■，v2=■

当B刚通过光电门2时，m2增加的的重力势能为EP1= m2gh，m1减少的重力势能为EP1= -m1gh，则系统变化的重力势能为EP=（m1- m2）gh；

在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统变化的动能为：

ΔEE=■（m1+m2）2（■）2-■（m1+m2）2（■）2

系统变化的重力势能为：EP=（m2-m1）gh

因此实验数据满足公式（m1-m2）gh=■（m1+m2）2

（■）2-■（m1+m2）2（■）2才算是验证机械能守恒定律。

点评：从近几年的高考命题来看，对该实验的考查都是以一个系统为背景而命题，因此在备考该实验的时除了掌握探究单个物体机械能守恒的方法外，还要把握好一个系统机械能守恒的验证方法。

热点四 实验的拓展与创新

【例4】现用图8装置验证机械能守恒定律.实验时让一摆球由静止开始从A点摆到B点，悬点O正下方P点处放有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球将水平抛出.某次实验小球的抛出落地点为C点，用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C间的距离s.已知重力加速度为g，小球的质量为m.问：

（1）用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0= ；

（2）用测出的物理量表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量ΔEp= ，动能的增加量ΔEk= .

解析：（1）小球平抛运动的时间为t=■ ，小球平抛的初速度为v0=■=s■.

（2）小球从A下降到B重力势能减少量为ΔEp=mg（h1-h2），由第（1）问求得的速度得动能增加量为ΔEk=■mv02=■m（s■）2=■.

点评：本实验中利用平抛运动巧妙地求出了小球到达B点的速度。

四、跟踪练习

1. 物理小组利用图9装置来探究机械能守恒定律，分析下列问题：

⑴图9是某次实验中得到的一条纸带，某同学做了如下的处理：

①为验证重锤由O到B机械能是否守恒，他做了如下计算：由图中数据计算出计数点B的瞬时速度vB= m/s；若重锤质量为m，则重锤到达“B”点时的动能为 J，当地的重力加速度为9.80m/s2，则重锤减少的重力势能为 J.

②上述验证合理吗？若不合理请说明原因。

（2）另一同学选出实验中一条比较理想的纸带，然后以各点到起始点的距离h为横坐标，以各点速度的平方v2为纵坐标建立直角坐标系，用实验测得的数据绘出了如图10所示的v2-h图线。从图像中求得重锤下落的加速度g′= m/s2.（保留3位有效数字）

答案⑴.①：1.55；1.20m；1.18m （2）10.0

点拨：（1）B点的瞬时速度为vB=■=■=1.55；重锤在B点的动能为：EKB=■m■=1.20m；重锤由A运动到B减少的重力势能为EP=mghOB=m×9.80×0.1201=1.18m.

②不合理，因为O点对应的动能不为零.

（2）由mgh=■mv2可知图像的斜率表示g的2倍，由图像可知图像的斜率为：

k=■=20.0；g=k/2=■=10.0m/s2.

2. 现用气垫导轨装置验证机械能守恒定律，先把导轨调成水平，然后依图11所示用垫块把导轨一端垫高H，滑块m上面装l=3cm的遮光条，使它由轨道上端任一处滑下.若滑块通过G1和G2的时间分别为5.0×10-2s和2.0×10-2s，两光电门之间的高度差为h=0.1m，当地重力加速度g=9.80m/s2，滑块的质量m=0.5kg。试判断机械能是否守恒.

答案：滑块通过两电门时的瞬速度为：

v1=■=■=0.6m/s

v2=■=■=1.5m/s

动能增量ΔEk=■m（v22-v12）=×0.5×（1.52-0.62）

J≈0.473 J.

重力势能减少量ΔEp=mgh=0.5×9.80×0.1 J=0.490 J.

误差范围内机械能守恒.