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试验七验证机械能守恒定律1.[验证系统机械能守恒/2024天津]某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，接通气垫导轨气源，释放托盘与砝码，并测得：a.遮光片的宽度d；b.遮光片到光电门的距离l；c.遮光片通过光电门的时间Δt；d.托盘与砝码的质量m1，小车与遮光片的质量m2.图甲①小车通过光电门时的速度v＝dΔt②小车从释放到经过光电门的过程，系统重力势能的削减量为m1gl，动能的增加量为12（m1＋m2）（d③变更l，做多组试验，作出如图乙所示以l为横轴、以（dΔt）2为纵轴的图像，若系统机械能守恒，则图像的斜率k＝2解析①小车通过光电门的挡光时间极短，该时间内的平均速度近似等于小车通过光电门的瞬时速度，即v＝dΔt②由题意可知，小车从释放到经过光电门的过程，托盘和砝码下降的高度为l，则该过程系统重力势能的削减量为｜ΔEp｜＝m1gl，系统动能的增加量为ΔEk＝12（m1＋m2）（③若系统的机械能守恒，则有｜ΔEp｜＝ΔEk，即m1gl＝12（m1＋m2）（dΔt）2成立，整理得（dΔt）2＝2m12.[探究机械能变更量与力做功的关系/2024河北]某同学利用图1中的试验装置探究机械能变更量与力做功的关系.所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、50g的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光条的滑块（质量为200g，其上可放钩码）、刻度尺.当地重力加速度为9.80m/s2.试验操作步骤如下：图1①安装器材，调整两个光电门距离为50.00cm，轻细绳下端悬挂4个钩码，如图1所示；②接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个光电门的速度；③保持绳下端悬挂4个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质量，重复上述步骤；④完成5次测量后，计算出每次试验中滑块及所载钩码的总质量M、系统（包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码）总动能的增加量ΔEk及系统总机械能的削减量ΔE，结果如下表所示.M/kg0.2000.2500.3000.3500.400ΔEk/J0.5870.4900.3920.2940.195ΔE/J0.3930.4900.6860.785回答下列问题：（1）试验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的削减量为0.980J（保留三位有效数字）；（2）步骤④中的表格所缺数据为0.588；（3）以M为横轴，ΔE为纵轴，选择合适的标度，在图2中绘出ΔE－M图像；图2完全忽视其他的摩擦力做功，则滑块与木板之间的动摩擦因数为0.40（0.38～0.42均可）（保留两位有效数字）.答案（3）如图所示解析（1）所悬挂4个钩码重力势能削减量ΔEp＝4mgL＝0.980J；（2）试验过程中，悬挂钩码重力势能的削减量等于系统总动能增加量ΔEk与系统总机械能削减量ΔE之和，所以步骤④中表格所缺数据为ΔE＝0.980J－0.392J＝0.588J；（3）依据图表中相关数据

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