题目内容
利用如图所示的装置可以验证机械能守恒定律．把装有遮光条的滑块放在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑轮的轻绳与钩码相连，连接好光电门与数字毫秒计．两光电门×相距s放置．当滑块通过光电门时，其上的遮光条把光遮住，数字毫秒计能够记录下遮光条通过两个光电门的时间分别为△t1、△t2；实验中，用天平测出滑块质量为M、钩码的质量为m；用游标卡尺测出遮光条的宽度为△s．（已知遮光条的宽度远小于两光电门的距离s，当地重力加速度为g）．回答下列问题：（1）数字毫秒计有一个计时方式转换开关，置于左侧时，其计时功能是：光敏管无光照时开始计时，受到光照时停止计时；置于右侧时，其计时功能是：光敏管有光照时开始计时，无光照时停止计时．在做本实验时，应将计时方式转换开关置于
（2）滑块两次过光电门时的瞬时速度可表示为：v1=
（3）在本实验中，验证机械能守恒定律的关系式应该是（用题中给出的所测量的符号表示）：
分析：（1）根据题意，结合遮光条的宽度通过光电门的时间，即可求解；
（2）光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法．由于光电门的宽度△s很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．
（3）要验证的是重力势能的减小量与动能的增加量是否相等．
（2）光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法．由于光电门的宽度△s很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．
（3）要验证的是重力势能的减小量与动能的增加量是否相等．
解答：解：（1）由题意可知，通过遮光条通过光电门的平均速度来得出瞬时速度，因此需要测出遮光条通过光电门的时间，所以将计时方式转换开关置于左侧；
（2）由于挡光条宽度很小，因此将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度．
v1=
，v2=
（3）重物重力势能的减小量△EP=mg△h=mgs，而重物与滑块的动能的增加量△EK=
(M+m)(
)2-
(M+m)(
)2．
要验证的是重物的重力势能的减小量与重物及滑块的动能增加量是否相等，所以表达式为：mgs=
(M+m)(
)2-
(M+m)(
)2；
故答案为：（1）左侧； （2）
；
；
（3）mgs=
(M+m)(
)2-
(M+m)(
)2；
（2）由于挡光条宽度很小，因此将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度．
v1=
| △s |
| △t1 |
| △s |
| △t2 |
（3）重物重力势能的减小量△EP=mg△h=mgs，而重物与滑块的动能的增加量△EK=
| 1 |
| 2 |
| △s |
| △t2 |
| 1 |
| 2 |
| △s |
| △t1 |
要验证的是重物的重力势能的减小量与重物及滑块的动能增加量是否相等，所以表达式为：mgs=
| 1 |
| 2 |
| △s |
| △t2 |
| 1 |
| 2 |
| △s |
| △t1 |
故答案为：（1）左侧； （2）
| △s |
| △t1 |
| △s |
| △t2 |
（3）mgs=
| 1 |
| 2 |
| △s |
| △t2 |
| 1 |
| 2 |
| △s |
| △t1 |
点评：解决本题的关键知道极短时间内的平均速度可以表示瞬时速度，以及掌握该实验的原理，验证重力势能的减小量与动能的增加量是否相等，注意势能的减小与动能增加的研究对象不同，这是解题的关键．
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寒假创新型自主学习第三学期寒假衔接系列答案
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图线；