Question

【題目】某同學(xué)用如圖(a)所示的裝置 “驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”。實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：

(ⅰ)調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使之水平；

(ⅱ)用天平測(cè)量滑塊（含遮光條）質(zhì)量并記錄為M；

(ⅲ)測(cè)量遮光條寬度并記錄為d

(ⅳ)將滑塊放在氣墊導(dǎo)軌上，通過輕質(zhì)細(xì)繩與鉤碼連接，記錄鉤碼總質(zhì)量為m；

(ⅴ)將滑塊從A位置釋放后，光電計(jì)時(shí)器測(cè)量遮光條通過光電門的時(shí)間并記錄為Δt。

(ⅵ)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

請(qǐng)回答下列問題。（已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度大小�?/span>g）

(1)若步驟(ⅲ)用螺旋測(cè)微器測(cè)量遮光條寬度d的示數(shù)情況如圖所示，則d=_____mm，步驟(ⅴ)中光電計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間Δt=4.10×10-3s,滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度大小為_________m/s。

(2)本實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有（寫出物理量及符號(hào)）____________；

(3)本實(shí)驗(yàn)中需驗(yàn)證的機(jī)械能守恒表達(dá)式為__________（用以上對(duì)應(yīng)物理量的符號(hào)表示）；

(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明系統(tǒng)動(dòng)能增加量明顯大于重力勢(shì)能減少量，可能的原因是_____

A．鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量M B．鉤碼總質(zhì)量m與滑塊質(zhì)量M相差不大

C．氣墊導(dǎo)軌沒有調(diào)水平，且左高右低 D．氣墊導(dǎo)軌沒有調(diào)水平，且左低右高

Answer 1

【答案】 5.740 1.4 A、B間的距離s C

【解析】試題分析：實(shí)驗(yàn)原理是：求出通過光電門時(shí)的速度v，測(cè)出AB間的距離L，在這個(gè)過程中，減少的重力勢(shì)能能，增加的動(dòng)能，比較減少的重力勢(shì)能與增加的動(dòng)能之間的關(guān)系，驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．

（1）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為；通過光電門時(shí)，由于遮光條的寬度非常窄，所以通過光電門的平均速度近似等于瞬時(shí)速度，故通過光電門的速度為

（2、3）從A運(yùn)動(dòng)到B過程中，重力做功，滑塊和鉤碼增加的動(dòng)能為，故實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證，所以還需要測(cè)量A、B間的距離s

（4）如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果系統(tǒng)動(dòng)能增加量大于重力勢(shì)能減少量，則可能是氣墊導(dǎo)軌不水平造成的，氣墊導(dǎo)軌傾斜后，由于滑塊的重力勢(shì)能的增加或減少?zèng)]有記入，故增加的動(dòng)能和減少的重力勢(shì)能不相等，若左側(cè)高，系統(tǒng)動(dòng)能增加量大于重力勢(shì)能減少量，若右側(cè)高，系統(tǒng)動(dòng)能增加量小于重力勢(shì)能減少量，故C正確．