Question

为了验证机械能守恒定律，某同学使用如图所示的气垫导轨装置进行实验。其中G₁、G₂为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器M通过G₁、G₂光电门时，光束被滑行器M上的挡光片遮挡的时间Δt₁、Δt₂都可以被测量并记录，滑行器连同挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，两光电门中心间的距离为x，牵引砝码的质量为m，细绳不可伸长且其质量可以忽略，重力加速度为g。该同学想在水平的气垫导轨上，只利用以上仪器，在滑行器通过G₁、G₂光电门的过程中验证机械能守恒定律，请回答下列问题：

（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺母，使气垫导轨水平。请在以下空白处填写实验要求。

在不增加其他测量器材的情况下，调水平的步骤是：取下牵引砝码m，接通气垫导轨装置的电源，调节导轨下面的螺母，若滑行器M放在气垫导轨上的任意位置都能保持静止，或者轻推滑行器M，M分别通过光电门G₁、G₂的时间              ，则导轨水平。

（2）当气垫导轨调水平后，在接下来的实验操作中，以下操作合理的是（     ）

A．挡光片的宽度D应尽可能选较小的

B．选用的牵引砝码的质量m应远小于滑行器的总质量M

C．为了减小实验误差，光电门G₁、G₂的间距x应该尽可能大一些

D．用来牵引滑行器M的细绳可以与导轨不平行

（3）在每次实验中，若表达式                     (用M、g、m、Δt₁、Δt₂、D、x表示)在误差允许的范围内成立，则机械能守恒定律成立。

Answer 1

 (1)（在误差允许的范围内）相等（1分）

(2)AC（2分）

(3) （3分）