Question

【題目】圖乙為利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律的實驗裝置．

（1）實驗前先要調整導軌水平，簡述調整方法___________________________．

（2）用游標卡尺測遮光板的寬度，如圖丙所示，則遮光板的寬度L=_______________cm。

（3）若本實驗中，已知鉤碼質量m，由光電計時器測得遮光板先后通過兩個光電門(如圖甲所示)的時間分別為Δt1、Δt2，為驗證機械能守恒定律，除此以外還應測出__________________________．(寫出相應的物理量及其符號)

（4）實驗時，將滑塊從光電門1左側某位置由靜止釋放(如圖乙所示)，若滑塊、鉤碼系統的機械能守恒，則應有關系式____________________________成立．(用上述已知的和測得的各物理的字母表示，已知當地的重力加速度為g)

Answer 1

【答案】 不掛鉤碼、接通氣墊導軌的氣源后輕推滑塊看是否做勻速運動(或看滑塊是否能在不同位置處都能保持靜止) 0.27cm 滑塊質量M和兩個光電門間的距離x mgx＝ (M＋m)[( )2－()2]

【解析】(1) 不掛鉤碼、接通氣墊導軌的氣源后輕推滑塊看是否做勻速運動(或看滑塊是否能在不同位置處都能保持靜止)；

(2) 游標卡尺的主尺讀數為：0.2cm，游標尺上第7個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標讀數為7×0.1mm=0.7mm=0.07cm，

所以最終讀數為：0.2cm+0.07cm=0.27cm；

(3)(4) 由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內的平均速度代替瞬時速度

滑塊通過光電門1速度

滑塊通過光電門2速度

系統的動能變化為：

滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統勢能的減少△Ep=mgx

如果重力勢能減小量等于動能增加量，即，則可認為驗證了機械能守恒定律，通過要驗證的表達式可知，還要測量滑塊質量M和兩個光電門間的距離x。

點晴：解決本題的關鍵掌握游標卡尺讀數的方法，主尺讀數加上游標讀數，不需估讀，由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內的平均速度代替瞬時速度，根據功能關系得重力做功的數值等于重力勢能減小量，要注意本題的研究對象是系統。