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08必修第二册 · 第八章 §5(案例二)登录后使用

研究沿斜面下滑物体的机械能

用倾斜的气垫导轨和两个光电门,研究滑块沿斜面下滑时,重力势能的减少量与动能的增加量是否相等。

三维 · 可互动

核心思想

气垫让摩擦小到可以忽略;遮光条的宽度除以遮光时间,就是滑块过门的速度。比较两个位置的能量,看机械能是否守恒。

  • v = d / Δt
  • mgΔh = ½mv₂² − ½mv₁²

实验流程

  1. 01
    认识装置

    观察整条导轨、气垫、滑块和两个光电门,可以隐藏名称、拖动环绕和缩放。

  2. 02
    实验阶段

    通气,释放,滑块连续经过两个门;接近每个门时自动慢放,数据随之读出。

  3. 03
    数据处理

    读遮光时间、算速度,再用同一标度的色条比较重力势能减少量和动能增加量。

器材与看点

用到的器材
  • 倾斜气垫导轨与气源
  • 滑块与遮光条
  • 两个光电门
  • 垫块(调倾角)
看点与易错
  • 先通气,再释放滑块;不通气时有摩擦,结果会偏离
  • 遮光时间很短,算出的是平均速度,近似当作过门的瞬时速度
  • 在测量误差范围内,机械能近似守恒