Question

【题目】图乙为利用气垫导轨验证机械能守恒定律的实验装置．

（1）实验前先要调整导轨水平，简述调整方法___________________________．

（2）用游标卡尺测遮光板的宽度，如图丙所示，则遮光板的宽度L=_______________cm。

（3）若本实验中，已知钩码质量m，由光电计时器测得遮光板先后通过两个光电门(如图甲所示)的时间分别为Δt1、Δt2，为验证机械能守恒定律，除此以外还应测出__________________________．(写出相应的物理量及其符号)

（4）实验时，将滑块从光电门1左侧某位置由静止释放(如图乙所示)，若滑块、钩码系统的机械能守恒，则应有关系式____________________________成立．(用上述已知的和测得的各物理的字母表示，已知当地的重力加速度为g)

Answer 1

【答案】 不挂钩码、接通气垫导轨的气源后轻推滑块看是否做匀速运动(或看滑块是否能在不同位置处都能保持静止) 0.27cm 滑块质量M和两个光电门间的距离x mgx＝ (M＋m)[( )2－()2]

【解析】(1) 不挂钩码、接通气垫导轨的气源后轻推滑块看是否做匀速运动(或看滑块是否能在不同位置处都能保持静止)；

(2) 游标卡尺的主尺读数为：0.2cm，游标尺上第7个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为7×0.1mm=0.7mm=0.07cm，

所以最终读数为：0.2cm+0.07cm=0.27cm；

(3)(4) 由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度

滑块通过光电门1速度

滑块通过光电门2速度

系统的动能变化为：

滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少△Ep=mgx

如果重力势能减小量等于动能增加量，即，则可认为验证了机械能守恒定律，通过要验证的表达式可知，还要测量滑块质量M和两个光电门间的距离x。

点晴：解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读，由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，根据功能关系得重力做功的数值等于重力势能减小量，要注意本题的研究对象是系统。