Question

如圖所示，是用光電計時器等器材做“驗證機械能守恒定律”的實驗，在滑塊上安裝一遮光板，把滑塊放在水平氣墊導軌上并靜止在A處，并通過定滑輪的細繩與鉤碼相連，光電計時器安裝在B處，測得滑塊（含遮光板）質量為M、鉤碼總質量為m、遮光板寬度為d、當地的重力加速度為g，將滑塊在圖示A位置釋放后，光電計時器記錄下遮光板通過光電門的時間為△t；

①實驗中是否要求鉤碼總質量m遠小于滑塊質量M        （填：是、否）。
②實驗中還需要測量的物理量是        （用文字及相應的符號表示）。
③本實驗中驗證機械能守恒的表達式為:                                     
（用以上對應物理量的符號表示）。
④如果實驗結果系統動能增加量大于重力勢能減少量，請指出實驗的調節可能出的問題
                                                。      

Answer 1

①否    ②兩光電門中心之間的距離L ③ ④氣墊導軌不水平

試題分析：①本實驗中不需要讓鉤碼的重力等于繩子的拉力，故不要求鉤碼總質量m遠小于滑塊質量M；②為了求出運動過程中鉤碼減小的重力勢能，則需要測量A、B間的距離L；③我們驗證的是：△E_P與△E_K的關系，即驗證：△E_P=△E_K代入得：mgL=(M+m)v^2\，而v=所以本實驗中驗證機械能守恒的表達式為mgL=(M+m)(()²，④如果實驗結果系統動能增加量大于重力勢能減少量，則可能是氣墊導軌不水平造成的。