Question

【题目】如图所示,为利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”实验装置示意图.

(1)实验步骤如下：

①将气垫导轨放在水平实验桌面上，将导轨调至水平；

②由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离x＝_______cm；

③将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码盘静止不动时，释放滑块，要求砝码盘落地前挡光条已通过光电门2；

④从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间分别为Δt1和Δt2；

⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出砝码盘和砝码的总质量m .

(2)根据以上实验测量结果完成以下的问题(只要求写出表达式，已知挡光条的宽度为，重力加速度为)：

①滑块通过光电门1和光电门2时的瞬时速度分别为______和_____.

②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、砝码盘和砝码)的总动能分别为Ek1＝_____和Ek2＝________.

③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统重力势能的减少量ΔEp＝______.

(3)在实验误差允许范围内，如果关系式________成立，则可认为机械能守恒定律得到了验证.

Answer 1

【答案】50.00

【解析】

标尺读数时，注意最小刻度为十分度，需读到最小刻度的下一位；光电门的宽度很小，可平均速度代替瞬时速度；动能和势能减少量，根据基本公式求解即可。

第一空．标尺读数：；

第二空第三空．由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，即滑块通过光电门1的速度为：，

滑块通过光电门2的速度为：；

第四空第五空．，

；

第六空．系统重力势能的减少量为：；

第七空． 机械能守恒，即：，所以有：。