Question

利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾

斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离， b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动。

（1）滑块通过B点的瞬时速度可表示为        ；

（2）某次实验测得倾角，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk=       ，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp=       ，在误差允许的范围内，若ΔEk = ΔEp则可认为系统的机械能守恒。

Answer 1

【知识点】验证机械能守恒定律考查题。E5

【答案解析】（1） （2分）；由可得出B点的速度值。（2） （3分），（3分）。根据动能定理就可得到：，重力势能的减少量为：。

【思路点拨】本题依题意利用平均速度的定义式求出物体在B处时的瞬时速度，然后只要根据动能定理和速度的关系求出动能的增加量，重力势能的减少量要注意两物体在这个过程中发生的位移（M是沿斜面方向的分力）。在误差允许的范围内，若ΔEk = ΔEp则可认为系统的机械能守恒。