Question

【题目】某同学在实验室中利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)进行“验证机械能守恒定律”的实验，其装置如图所示。

实验步骤如下：

①将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；

②测出挡光条的宽度d和两光电门中心之间的距离L；

③如图连接好装置，将滑块移至光电门1左侧某处。待重物静止不动时，释放滑块，要求重物落地前滑块已通过光电门2；

④读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间tl和t2；

⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量为M再称出重物的质量为m，当地重力加速度为g。

根据以上数据，可以求得滑块通过光电门1时的速度vl=_______，若满足关系式______，则可认为验证了系统的机械能守恒。(以上结果均用题目中给定的字母表示)

Answer 1

【答案】

【解析】

[1]．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速度为：

滑块通过光电门2速度为：

[2]．如果满足关系式：△Ep=Ek2-Ek1，即：

即系统重力势能减小量等于动能增加量，则可认为验证了机械能守恒定律。