Question

【题目】在实验时数字计时器常与气垫导轨配合使用，气垫导轨上有很多小孔，气泵送来的压缩气体从小孔喷出，使得滑块与导轨之间有一层薄薄的空气，这样滑块运动时受到的阻力很小，可以忽略不计。数字计时器能够记录滑块上遮光条通过光电门的时间。某兴趣小组利用气垫导轨和光电门验证机械能守恒定律，装置如图所示，将气垫导轨倾斜放置，滑块在自身重力作用下沿导轨匀加速下滑。a、b为固定在导轨上的两个光电门，利用与其连接的光电计时器，可以测出滑块上遮光条通过光电门的时间t1、t2。

(1)为验证机械能守恒定律还应测得下列哪些物理量（____）

A.利用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d

B.利用游标卡尺测出滑块的宽度D

C.测出气垫导轨的长度L，导轨与水平面的夹角

D.测出两光电门中心间距，导轨两端的水平距离C, 两端的高度差h

E.利用秒表出滑块由光电门a运动到光电门b的时间t

(2)写出本实验需要验证成立的表达式: ________________________________。

(3)为减小实验误查差请你提出两条可行性建议:______________________________________________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 (1) AD (2) (3)遮光条要尽量窄些；光电门的距离尽量远些（或导轨两端的高度差h适当大些）

【解析】（1）(2)验证机械能守恒定律，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，滑块通过两个光电门的瞬时速度v=d/t,则动能的增加量△Ek=；重力势能的减小量△Ep=mglsinθ= .则需要验证的表达式为： = ，即。所以需要测量的物理量是利用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d，两光电门中心间距l，导轨两端的水平距离C，两端的高度差h．故选：AD．
（3）为减小实验误差，可以减小滑块上遮光条的宽度d，适当增大两端的高度差h．