Question

(8分)气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜，使滑块和导轨间的摩擦几乎为零，因此可以利用气垫导轨装置来验证机械能守恒定律。(    )

⑴如图所示，做实验时，将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器(图中未画出)，可读出遮光条通过光电门的时间为Δt，用游标卡尺测得遮光条宽度为d，用刻度尺测得释放位置到光电门中心的距离为x，气垫导轨总长为L，其最右端离桌面的高度为h，滑块和遮光条总质量为M，已知重力加速度为g，这一过程中滑块减少的重力势能表达式为            ，滑块获得的动能表达式为             ；(以上表达式均用已知字母表示)

⑵某实验小组在一次实验后，通过数据发现，滑块获得的动能略大于其减少的重力势能，可能的原因是                                                                。

 

Answer 1

【答案】

 ⑴，；⑵释放时滑块有初速度、或测量释放位置到光电门中心的距离x的值偏小、或测量遮光条宽度d的值偏大(只需写出一种情况即可)

【解析】

试题分析：⑴这一过程中滑块减少的重力势能为：ΔE_p＝MgH＝，滑块获得的动能为：ΔE_k＝－0＝

⑵上述过程是由重力势能向动能转化的过程，因此当滑块获得的动能略大于其减少的重力势能时，其原因可能是释放时滑块有初速度、或测量释放位置到光电门中心的距离x的值偏小、或测量遮光条宽度d的值偏大

考点：本题主要利用气垫导轨构建滑块、斜面模型，巧设实验背景，考查了机械能守恒定律的应用问题，属于中档题。