Question

【題目】利氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)裝示意圖如圖1所示：

（1）實(shí)驗(yàn)步驟：

①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，將導(dǎo)軌調(diào)至水平．

②用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度L，結(jié)果如圖所示，由此讀出L=_____mm．

③由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門(mén)中心之間的距離x

④將滑塊移至光電門(mén)1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動(dòng)時(shí)，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過(guò)光電門(mén)2．

⑤從數(shù)字計(jì)時(shí)器（圖中未畫(huà)出）上分別讀出擋光條通過(guò)光電門(mén)1和光電門(mén)2所用的時(shí)間△t1和△t2．

⑥用天平稱(chēng)出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱(chēng)出托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m．

（2）用表示直接測(cè)量量的字寫(xiě)出下列所求物理量的表達(dá)式：

①當(dāng)滑塊通過(guò)光電門(mén)1和光電門(mén)2時(shí)，系統(tǒng)（包括滑塊、擋光條、托盤(pán)和碼）的總動(dòng)能分別為Ek1=_____________和Ek2=____________．

②如果表達(dá)式_____________成立，則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．

Answer 1

【答案】10.90

【解析】

（1）游標(biāo)卡尺，主尺讀數(shù)為10mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.02×45mm=0.90mm，所以最終讀數(shù)為10.90mm；
（2）由于光電門(mén)的寬度d很小，所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度．滑塊通過(guò)光電門(mén)1速度v1=；滑塊通過(guò)光電門(mén)2速度v2=；系統(tǒng)的總動(dòng)能分別為：Ek1=（M+m）（）2；Ek2=（M+m）（）2；
在滑塊從光電門(mén)1運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)2的過(guò)程中，系統(tǒng)勢(shì)能的減少△Ep=mgs
（3）如果滿(mǎn)足關(guān)系式△Ep=Ek2-Ek1，即系統(tǒng)重力勢(shì)能減小量等于動(dòng)能增加量，則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．