大学设计性实验-验证动能定理
09物理C 班 xxx 094090123 1、 光电门的应用
光电门(photogate)是一个象门样的装置，一
边安装发光装置，一边安装接收装置并与计时
装置连接。当物体通过光电门时光被挡住，计
时器开始计时，当物体离开时停止计时，这样就可以根据物体大小与运动时间计算物体运
动的速度；若计时装置具备运算功能，使用随
机配置的挡光片（宽度一定），可以直接测量
物体的瞬时速度。光电门是由一个小的聚光灯
泡和一个光敏管组成的，聚光灯泡对准光敏管，光敏管前面有一个小孔可以接收光的照射．光敏门与计时仪是按以下方式联接的．即当两个光电门的任一个被挡住时，计时仪开始计时；当两个光电门中任一个被再次挡光时，计时终止．计时仪显示的是两次挡光之间的时间间隔． 光电门主要应用于计数，计时，测速等方面。
2、 实验原理：
动能定理：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。如图所示，一重物拉着一辆小车水平运动，忽略摩擦力，此过程中只有重物对小车做功，重物在下落过程中拉着小车一次从光电门“1”和光电门“2”经过，只要知道小车的长度，两个光电门就可以测出小车经过它们时的瞬时速度，根据E k =12m V 可求出小车和重物组成的系统在经2
过每个光电门时的动能。然后在用刻度尺测量出两个光电门之间的距离L ，即可算出重物对系统在两个光电门之间运动所做的功为MgL ！
3、 实验步骤
（1）按照如图所示布置好实验仪器，连接好光电门。
（2）用刻度尺测出小车长度L1和两个光电门之间的距离L2，再用天平称出小车及重物的质量分别为m 和
M 。
（3）打开DISLab 软件，把小车长度L1输入其中。
（4）把小车放在距离光电门“1”一段距离的地方，松开重物，让重物在自由下落过程中拉着小车一起向右运动！
（5）从DISLab 软件里独出小车经过两个光电门的速度分别为V 1和V 2.
4、实验数据的处理及结果分析：
上网查得昆明的重力加速度约为9.7836m/s
L1=8.5cm L2=20.0cm m=0.34kg M=0.83kg V 1=1.443m/s V 2=2.186m/s △E k =E 2-E 1=2111(M+m) V 22-(M+m)V 12= (M+m)( V 22-V 12)=1.57736J 222
W=Mgh=MgL2=1.62408J
从实验数据可以看出△E k ≈W ，但很容易发现动能的改变量略小于重力做的功，为什么呢？经过分析，我认为是由于实验平台造成的，因为我们在开始的时候忽略了摩擦力的存在，我们假设实验平台和所有物体之间是没有摩擦的，而摩擦力实际上是存在的。
考虑到摩擦力对实验的影响因素，经过对数据进行计算分析，动能定理得到了验证！
大学设计性实验-验证动能定理
09物理C 班 xxx 094090123 1、 光电门的应用
光电门(photogate)是一个象门样的装置，一
边安装发光装置，一边安装接收装置并与计时
装置连接。当物体通过光电门时光被挡住，计
时器开始计时，当物体离开时停止计时，这样就可以根据物体大小与运动时间计算物体运
动的速度；若计时装置具备运算功能，使用随
机配置的挡光片（宽度一定），可以直接测量
物体的瞬时速度。光电门是由一个小的聚光灯
泡和一个光敏管组成的，聚光灯泡对准光敏管，光敏管前面有一个小孔可以接收光的照射．光敏门与计时仪是按以下方式联接的．即当两个光电门的任一个被挡住时，计时仪开始计时；当两个光电门中任一个被再次挡光时，计时终止．计时仪显示的是两次挡光之间的时间间隔． 光电门主要应用于计数，计时，测速等方面。
2、 实验原理：
动能定理：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。如图所示，一重物拉着一辆小车水平运动，忽略摩擦力，此过程中只有重物对小车做功，重物在下落过程中拉着小车一次从光电门“1”和光电门“2”经过，只要知道小车的长度，两个光电门就可以测出小车经过它们时的瞬时速度，根据E k =12m V 可求出小车和重物组成的系统在经2
过每个光电门时的动能。然后在用刻度尺测量出两个光电门之间的距离L ，即可算出重物对系统在两个光电门之间运动所做的功为MgL ！
3、 实验步骤
（1）按照如图所示布置好实验仪器，连接好光电门。
（2）用刻度尺测出小车长度L1和两个光电门之间的距离L2，再用天平称出小车及重物的质量分别为m 和
M 。
（3）打开DISLab 软件，把小车长度L1输入其中。
（4）把小车放在距离光电门“1”一段距离的地方，松开重物，让重物在自由下落过程中拉着小车一起向右运动！
（5）从DISLab 软件里独出小车经过两个光电门的速度分别为V 1和V 2.
4、实验数据的处理及结果分析：
上网查得昆明的重力加速度约为9.7836m/s
L1=8.5cm L2=20.0cm m=0.34kg M=0.83kg V 1=1.443m/s V 2=2.186m/s △E k =E 2-E 1=2111(M+m) V 22-(M+m)V 12= (M+m)( V 22-V 12)=1.57736J 222
W=Mgh=MgL2=1.62408J
从实验数据可以看出△E k ≈W ，但很容易发现动能的改变量略小于重力做的功，为什么呢？经过分析，我认为是由于实验平台造成的，因为我们在开始的时候忽略了摩擦力的存在，我们假设实验平台和所有物体之间是没有摩擦的，而摩擦力实际上是存在的。
考虑到摩擦力对实验的影响因素，经过对数据进行计算分析，动能定理得到了验证！