Question

【题目】如图甲所示是利用气垫导轨验证机械能守恒定律的实验装置，导轨上安装了1、2两个光电门，滑块上固定一竖直遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连，细线与导轨平行．

（1）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度为_____mm．

（2）在调整气垫导轨水平时，滑块不挂钩码和细线，接通气源后，给滑块一个初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间．为调节气垫导轨水平，可采取的措施是_____．

A．调节Q使轨道右端升高一些

B．调节P使轨道左端升高一些

C．遮光条的宽度应适当大一些

D．滑块的质量增大一些

（3）正确进行实验操作，测出滑块和遮光条的总质量M，钩码质量m，遮光条的宽度用d表示，重力加速度为g．现将滑块从图示位置由静止释放，实验中滑块经过光电门2时钩码未着地，测得两光电门中心间距s，由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为t1、t2，则验证机械能守恒定律的表达式是_____．

Answer 1

【答案】5.40; B; ;

【解析】

（1）游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读．

（2）根据滑块通过光电门的时间大小判断出速度的大小，从而确定哪一端偏低了．

（3）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度得出滑块通过两光电门的瞬时速度，从而得出系统动能的增加量，根据下降的高度求出系统重力势能的减小量，得出所需验证的机械能守恒表达式．

（1）游标卡尺的主尺读数为5mm，游标读数为0.05×8mm=0.40mm，则最终读数为5.40mm．

（2）给滑块一个初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，可知速度越来越大，左端偏低，应调节P使轨道左端升高一些．故选：B．

（3）滑块通过两光电门的瞬时速度 ，，则系统重力势能的减小量△Ep=mgs，系统动能的增加量 ．则需验证的机械能守恒的表达式为： ．

故答案为：（1）5.40 （2）B （3）