Question

利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖甲所示：

(1)實(shí)驗(yàn)步驟：

①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，將導(dǎo)軌調(diào)至水平．

②用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度l。

③由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離s

④將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動(dòng)時(shí)，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過(guò)光電門2.

⑤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1和光電門2所用的時(shí)間Δt₁和Δt_2.

⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m.

(2)用表示直接測(cè)量量的字母寫(xiě)出下列所求物理量的表達(dá)式：

①②當(dāng)滑塊通過(guò)光電門1和光電門2時(shí)，系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動(dòng)能分別為E_k1＝_______________和E_k2＝__________________.

②在滑塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過(guò)程中，系統(tǒng)勢(shì)能的減少ΔE_p＝________(重力加速度為g).

(3)如果ΔE_p≈E_k2- E_k1，則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．

 

Answer 1

【答案】

(M＋m)(l/Δt₁)/2　(M＋m)( l/Δt₂)/2    mgs

【解析】

試題分析：由于擋光條寬度很小，因此將擋光條通過(guò)光電門時(shí)的平均速度當(dāng)作瞬時(shí)速

度．根據(jù)動(dòng)能的定義式得：

通過(guò)光電門1，系統(tǒng)（包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼）的總動(dòng)能為

通過(guò)光電門2，系統(tǒng)（包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼）的總動(dòng)能為

系統(tǒng)勢(shì)能的減少

考點(diǎn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)常見(jiàn)的幾種測(cè)量長(zhǎng)度工具要熟悉運(yùn)用，并能正確讀數(shù)．光電門測(cè)量瞬時(shí)速度是實(shí)驗(yàn)中常用的方法．由于光電門的寬度d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．