Question

【题目】如图所示，利用气垫导轨进行“验证机械能守恒定律”实验的装置。主要实验步骤如下：

A．将气垫导轨放在水平桌面上，并调至水平；

B．测出遮光条的宽度d；

C．将带有遮光条的滑块移至图示的位置，测出遮光条到光电门的距离；

D．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t；

E．用天平称出托盘和砝码的总质量m；

F．………；

已知重力加速度为g。请回答下列问题：

(1)为验证机械能守恒定律，还需要测的物理量是______（写出要测的物理量名称及对应该量的符号）；

(2)滑块从静止释放，运动到光电门的过程中，所要验证的机械能守恒的表达式____（用上述物理量符号表示）。

Answer 1

【答案】滑块和遮光条的质量M

【解析】

(1)[1]根据瞬时速度的定义式可知，挡光条通过光电门的速率为

令滑块和遮光条的总质量为，托盘和砝码下落过程中，系统增加的动能为

根据题意可知，系统减少的重力势能即为托盘和砝码减小的重力势能，即为

为了验证机械能守恒，需满足的关系是

实验中还要测量的物理量为滑块和遮光条的总质量。

(2)[2]滑块从静止释放，运动到光电门的过程中，所要验证的机械能守恒的表达式