Question

【题目】利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A点处由静止开始运动

(1)滑块通过B点的瞬时速度可表示为__________；

(2)某次实验测得倾角，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时，小球和带遮光片的滑块组成的系统动能增加量可表示为__________，系统的重力势能减少量可表示为__________，在误差允许的范围内，若则可认为系统的机械能守恒。

Answer 1

【答案】

【解析】

(1)[1]由于遮光片的宽度b很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，滑块通过光电门B速度为

(2)[2]滑块从A处到达B处时，小球和带遮光片的滑块组成的系统动能增加量为：

[3]系统的重力势能减少量可表示为：

比较和，若在实验误差允许的范围内相等，即可认为机械能是守恒的。