题目内容
某同学利用如图3所示的气垫导轨装置验证机械能守恒定律。在气垫导轨上安装了两光电门1、2,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连。
(1)实验时要调整气垫导轨水平。不挂钩码和细线,接通气源,如果滑块________________,则表示气垫导轨调整至水平状态。
(2)不挂钩码和细线,接通气源,滑块从轨道右端向左运动的过程中,发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。实施下列措施能够达到实验调整目标的是________。
A.调节P使轨道左端升高一些
B.调节Q使轨道右端降低一些
C.遮光条的宽度应适当大一些
D.滑块的质量增大一些
E.气源的供气量增大一些
(3)实验时,测出光电门1、2间的距离L,遮光条的宽度d,滑块和遮光条的总质量M,钩码质量m。由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间t1 、t2,则系统机械能守恒成立的表达式是_____________________。
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图3
【解析】(1)在不挂钩码和细线,接通气源,如果滑块能在任意位置静止或通过两光电门的时间相等,则表示气垫导轨调整至水平状态。
(2)滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间,说明滑块做加速运动,轨道右端高,左端低,因此达到实验调整目的的调节方式为A、B。
(3)系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量,即mgL=
(m+M)(
)2-
(m+M)(
)2。答案:(1)能在导轨任意位置静止或通过两光电门的时间相等
(2)AB (3)mgL=
(m+M)(
)2-
(m+M)(
)2
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