Question

【題目】如圖所示,為利用氣墊導(dǎo)軌“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.

(1)實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①將氣墊導(dǎo)軌放在水平實(shí)驗(yàn)桌面上，將導(dǎo)軌調(diào)至水平；

②由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門(mén)中心之間的距離x＝_______cm；

③將滑塊移至光電門(mén)1左側(cè)某處，待砝碼盤(pán)靜止不動(dòng)時(shí)，釋放滑塊，要求砝碼盤(pán)落地前擋光條已通過(guò)光電門(mén)2；

④從數(shù)字計(jì)時(shí)器(圖中未畫(huà)出)上分別讀出擋光條通過(guò)光電門(mén)1和光電門(mén)2所用的時(shí)間分別為Δt1和Δt2；

⑤用天平稱(chēng)出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱(chēng)出砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m .

(2)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果完成以下的問(wèn)題(只要求寫(xiě)出表達(dá)式，已知擋光條的寬度為，重力加速度為)：

①滑塊通過(guò)光電門(mén)1和光電門(mén)2時(shí)的瞬時(shí)速度分別為______和_____.

②當(dāng)滑塊通過(guò)光電門(mén)1和光電門(mén)2時(shí)，系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、砝碼盤(pán)和砝碼)的總動(dòng)能分別為Ek1＝_____和Ek2＝________.

③在滑塊從光電門(mén)1運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)2的過(guò)程中，系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝______.

(3)在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，如果關(guān)系式________成立，則可認(rèn)為機(jī)械能守恒定律得到了驗(yàn)證.

Answer 1

【答案】50.00

【解析】

標(biāo)尺讀數(shù)時(shí)，注意最小刻度為十分度，需讀到最小刻度的下一位；光電門(mén)的寬度很小，可平均速度代替瞬時(shí)速度；動(dòng)能和勢(shì)能減少量，根據(jù)基本公式求解即可。

第一空．標(biāo)尺讀數(shù)：；

第二空第三空．由于光電門(mén)的寬度很小，所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度，即滑塊通過(guò)光電門(mén)1的速度為：，

滑塊通過(guò)光電門(mén)2的速度為：；

第四空第五空．，

；

第六空．系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量為：；

第七空． 機(jī)械能守恒，即：，所以有：。