Question

【題目】如圖所示利用氣墊導軌“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置。主要實驗步驟如下：

A.將氣墊導軌放在水平桌面上，并調至水平

B.測出遮光條的寬度d

C.將滑塊移至圖示的位置，測出遮光條到光電門的距離l

D.釋放滑塊，讀出遮光條通過光電門的遮光時間t

E.用天平稱出托盤和砝碼的總質量m

F.………

請回答下列問題（重力加速度取g）：

(1)滑塊經過光電門的速度可以表示為____（用物理量符號表示）。

(2)為驗證機械能守恒定律，還需要測的物理量是____。

(3)滑塊從靜止釋放，運動到光電門的過程中，系統的重力勢能減少_____（用物理量符號表示）。

(4)選用不同的l，測出對應的t。能直觀反應系統機械能守恒的圖像是_____。

A.t﹣l B.t2﹣l C.﹣l D.﹣l

Answer 1

【答案】 滑塊和遮光條的總質量M mgl D

【解析】

(1)[1]遮光條寬度小，通過時間短，可以用平均速度近似代替瞬時速度，擋光條通過光電門的速度為

v＝

(2)[2]令滑塊和遮光條的總質量為M，托盤和砝碼下落過程中，系統增加的動能為

Ek＝(M+m)v2＝(m+M)·()2

實驗中還要測量的物理量為滑塊和擋光條的總質量M。

(3)[3]根據題意可知，系統減少重力勢能即為托盤和砝碼減小的，為

Ep＝mgl

(4)[4]為了驗證機械能守恒，需滿足的關系是

mgl＝(m+M)·()2

應該是圖像，ABC錯誤，D正確。

故選D。