Question

如图为利用气垫导轨（滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略）“验证机械能守恒定律”的实验装置，完成以下填空。

实验步骤如下：
①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平。
②测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s。
③将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。
④读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间Δt₁和Δt₂。
⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。
⑥滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为E_k1=       和E_k2=       。
⑦在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少ΔE_p=       。（重力加速度为g）
⑧如果满足关系式               ，则可认为验证了机械能守恒定律。

Answer 1

（1）E_k1=  和E_k2= （2）ΔE_p=  mgs （3）ΔE_p= E_k2－E_k1

解析试题分析：（1）由于光电门的宽度d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1速度
滑块通过光电门2速度
系统的总动能分别为和
（2）在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少
（3）如果满足关系式，即系统重力势能减小量等于动能增加量，则可认为验证了机械能守恒定律．
考点：验证机械能守恒定律．
点评：了解光电门测量瞬时速度的原理．实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面．