Question

(9分)某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統機械能守恒。

⑴實驗前需要調整氣墊導軌底座使之水平，利用現有器材如何判斷導軌是否水平？
                                                                                     ；
⑵已知遮光條的寬度d＝0.52cm，實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通過光電門的時間t＝1.2×10^－2s，則滑塊經過光電門時的瞬時速度是       m/s，在本次實驗中還需要測量的物理量有：鉤碼的質量m、         和         (文字說明并用相應的字母表示)。
⑶本實驗通過比較         和         在實驗誤差允許的范圍內相等(用測量的物理量符號表示，重力加速度g為已知)，從而驗證了系統的機械能守恒。

Answer 1

⑴接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導軌上，若滑塊基本保持靜止，則說明導軌是水平的(或輕推滑塊，滑塊基本能做勻速直線運動)；⑵0.43，滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s，滑塊的質量M；⑶mgs，

試題分析：⑴當滑塊在氣墊導軌上保持靜止或勻速直線運動時，即可說明氣墊導軌底座水平，因此判斷的方法是：接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導軌上，若滑塊基本保持靜止(或輕推滑塊，滑塊基本能做勻速直線運動)，則說明導軌是水平的；
⑵根據速度的定義式可知，滑塊經過光電門時的瞬時速度為：v＝＝0.43m/s，要達到驗證系統機械能守恒的目的，則需要比較系統減少的重力勢能mgs和系統增加的動能，因此還需要測量滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s，滑塊的質量M；
由⑵中分析可知：＝，即比較mgs和即可。