Question

【題目】（8分）利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示，實(shí)驗(yàn)步驟：

A．將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，將導(dǎo)軌調(diào)至水平。

B．用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度d

C．由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離s

D．將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動(dòng)時(shí)，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2。

E．從數(shù)字計(jì)時(shí)器（圖1中未畫出）上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時(shí)間Δt1和Δt2。

F．用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m。

用表示直接測(cè)量量的字母寫出下列所求物理量的表達(dá)式：

（1）滑塊通過光電門1和光電門2時(shí)的瞬時(shí)速度分別為v1= 和v2=

（2）在滑塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過程中，系統(tǒng)勢(shì)能的減少量ΔEp=____ __（重力加速度為g）。系統(tǒng)（包括滑塊，擋光條、托盤和砝碼）動(dòng)能的增加量ΔEk=__ ____

（3）如果ΔEp=ΔEk，則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。

Answer 1

【答案】(1)（2）mgs

【解析】試題分析：（1）通過光電門的平均速度近似認(rèn)為是瞬時(shí)速度，；（2）滑塊向前移動(dòng)的位移為s，砝碼下落的高度也為s，系統(tǒng)勢(shì)能的減小量就是砝碼重力勢(shì)能的減小量，系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為。