Question

如图，某实验小组在实验室中利用水平气垫导轨和两光电门计时器A和B验证滑块M和钩码m组成的系统机械能守恒，已知遮光条的宽度为d，先后通过A、B光电门的时间分别为△t₁、△t₂，滑块运动通过光电门B时，钩码未落地．
①本实验中需要用到的器材有

AB

（填字母序号）．
A．天平    B．刻度尺    C．打点计时器    
D．秒表    E．测力计
②验证本系统机械能守恒的原理表达式为

mgs_AB=

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²

（用已知量和能直接测量的量表示）．
③下列因素中可能增大实验误差的是

AD

（填字母序号）．
A．气垫导轨未调水平
B．滑块质量M和钩码质量m不满足m=M
C．遮光条宽度太小
D．两光电门间距过小．

Answer 1

分析：设遮光条前进了s，钩码的重力势能减少了：mgs，系统动能增加了：

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²
所以我们可以通过比较mgs和

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²的大小来验证机械能守恒定律．

解答：解：①A、需要天平测量质量，故A正确
B、需要刻度尺测量距离，故B正确
C、有了光电门计时器，不需要打点计时器呢，也不需要秒表呢．故C、D错误
E、不需要测力计，故E错误
故选：AB．
②滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．
遮光条前进了s，钩码的重力势能减少了：mgs_AB，系统动能增加了：

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²
验证本系统机械能守恒的原理表达式为mgs_AB=

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²
③下列因素中可能增大实验误差的是
A．气垫导轨未调水平，M的重力势能也会改变，故A正确
B．滑块质量M和钩码质量m不满足m=M，对该实验没有影响，故B错误
C．遮光条宽度太小，有利于减小误差，故C错误
D．两光电门间距过小，有利于增大误差，故D正确
故选：AD．
故答案为：①AB
②mgs_AB=

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²  ③AD

点评：物理实验如何变化，正确理解实验原理都是解答实验的关键，同时加强物理基本规律在实验中的应用．