Question

【题目】如图所示是用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验.图甲为光电门的激光发射和接收装置。图乙中的滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平气垫导轨上，并通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连。测得滑块(含遮光板)质量为M、钩码质量为m、遮光板宽度为d、当地的重力加速度为g。将滑块在图示位置释放后，光电计时器记录下遮光板先后通过两个光电门的时间分别为、。

(1)用游标卡尺测量遮光板宽度，测量结果如图丙所示，则读数为_________cm；

(2)若实验中测得两光电门中心之间的距离为L，本实验中验证机械能守恒的表达式为：___________(用题目中给定的字母表示)；

(3)若测得的系统动能增加量大于重力势能减少量，请分析可能的原因__________________。

Answer 1

【答案】 1.015 气垫导轨的左侧偏高

【解析】解：（1）游标卡尺的主尺读数为10mm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为3×0.05mm=0.15mm，所以最终读数为：10mm+0.15mm=10.15mm=1.015cm；

（2）实验原理是：求出通过光电门1时的速度v1，通过光电门1时的速度v2，测出两光电门间的距离A，在这个过程中，减少的重力势能能：，增加的动能为：；我们验证的是：△Ep与△Ek的关系，即验证：代入得：，又：，代入得：；

（3）将气垫导轨倾斜后，由于滑块的重力势能的增加或减少没有记入，故增加的动能和减少的重力势能不相等；若左侧高，系统动能增加量大于重力势能减少量；若右侧高，系统动能增加量小于重力势能减少量。