Question

（8分）利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律。實驗裝置示意圖如圖所示：

實驗步驟：

A．將氣墊導軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，將導軌調至水平。

B．用游標卡尺測量擋光條的寬度l，結果如下圖所示，由此讀出l=_______mm。

C．由導軌標尺讀出兩光電門中心之間的距離s=_______cm。

D．將滑塊移至光電門1左側某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2。

E．從數(shù)字計時器（圖中未畫出）上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間Δt1和Δt2。

F．用天平稱出滑塊和擋光條的總質量M，再稱出托盤和砝碼的總質量m。用表示直接測量量的字母寫出下列所求物理量的表達式：

（1）在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統(tǒng)勢能的減少ΔEp=______（重力加速度為g）。

（2）如果ΔEp=___________，則可認為驗證了機械能守恒定律。

Answer 1

9．25，60.00，

【解析】

試題分析：l=9mm+0.05mm×5=9.25mm，s=80.00cm-20.00cm=60.00cm

（1）系統(tǒng)勢能的減少△EP=mgh=mgs

（2）由于擋光條寬度很小，因此將擋光條通過光電門時的平均速度當作瞬時速度．

，

根據(jù)動能的定義式得：

通過光電門1，系統(tǒng)（包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼）的總動能為E k1=（M+m）

通過光電門2，系統(tǒng)（包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼）的總動能為E k2=（M+m）

如果△EP=△E k=Ek2-Ek1=（M+m）-（M+m）， 即重力勢能的減小量等于動能的增加量，則可認為驗證了機械能守恒定律．

考點：驗證機械能守恒定律