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1、实验二十二 机械能守恒定理（斜轨法）实验目的用斜轨法验证机械能守恒定律。实验原理位于倾斜轨道上的小车，忽略轨道的摩擦力，因只有重力对其做功，所以机械能守恒。取低处光电门传感器(接数据采集器第二通道)为零势点，设两光电门之间的高差为h，则：在两光电门传感器处小车的机械能分别为：E11/2mv12+mgh、E21/2mv22；若L1为两光电门间的距离，L2为轨道两支脚之间的距离，S为轨道一个支脚调高高度，S为本支脚平衡摩擦后高度，则公式中hL1*(S-S) /L2。本实验中，“I”型挡光片的宽度为0.02m，小车的质量为0.2345kg， L10.50m，L21.00m，S0.037m, S0.0

2、13m，所以h0.012m。两光电门传感器处机械能损耗的计算公式为：n（E1-E2）/（E1+E2）/2）。实验器材朗威DISLab、计算机、DISLab力学轨道及附件、天平等。实验装置图见图22-1。图22-1 实验装置图实验过程与数据分析1 将力学轨道调节水平，把一侧调高3.7cm，按0.5米间距安装两光电门；2 将两光电门接入数据采集器第一、二通道；3 打开“计算表格”，点击“自动记录”中的“开始”，让小车自由向下滑动56次，点击停止；4 点击“公式”，输入变量和计算公式，得到计算结果（图22-2）；图22-2 数据计算结果5 由结果可见：六次实验中机械能损失仅在1.90%2.90%之间

3、；6 进一步改进实验手法，精细调节力学轨道垫高的角度，平衡摩擦力，可大幅度提高实验精度，得到图22-3所示的计算结果，机械能的损失已控制在千分之一以内；图22-3 改进实验手法可大幅度提高实验精度7 由此可得出结论：在只有重力做功的情况下，机械能守恒。本实验亦可采用气垫导轨。实验器材朗威DISLab、计算机、气垫导轨、天平等。实验装置图见图22-4。图22-4 实验装置图实验过程与数据分析1 将气垫导轨调节水平，把一个支脚调高2.4cm，（也可先安装，测量出角度后修改公式），按0.5米间距安装两光电门；2 将两光电门接入数据采集器第一、二通道；3 打开“计算表格”，点击“自动记录”中的“开始”，启动气源，让滑块自由滑下45次，关闭气源；4 点击“公式”，输入变量和计算公式，得到计算结果（图22-5）；图22-5 换用气垫导轨实验结果5 由结果可见，五次实验中机械能损

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