Question

(10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：

       

（1）實(shí)驗(yàn)步驟：

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

②用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度L，結(jié)果如圖2所示，由此讀出L=            mm；

③由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離S；

④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；

⑤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△t₁和△t₂；

⑥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．

（2）用表示直接測(cè)量量的字母寫出下列所示物理量的表達(dá)式：

①當(dāng)滑塊通過光電門1和光電門2時(shí)，系統(tǒng)（包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼）的總動(dòng)能分別為E_k1=           和E _k2=            ．

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)重力勢(shì)能的減少量△E_P=        （重力加速度為g）．

（3）如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，△E_P=             ，則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．

 

Answer 1

【答案】

（1）  9.30

（2）E_k1=     E _k2=     △E_P=mgS

（3）△E_P=   

【解析】

試題分析：游標(biāo)卡尺讀數(shù)：主尺（ 9mm）+精確度（）×與主尺對(duì)齊刻線（6）＝9.30mm.

由于擋光條通過光電門的時(shí)間短，可以粗略處理為勻速，由得，通過光電門1、2的速度分別為： ，根據(jù)得：當(dāng)滑塊通過光電門1和光電門2時(shí)，系統(tǒng)（包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼）的總動(dòng)能分別為，。根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的變化關(guān)系：系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量為mgs，在誤差允許的范圍內(nèi)，減少的重力勢(shì)能應(yīng)等于增加的動(dòng)能即：

考點(diǎn)：本題考查驗(yàn)證機(jī)械能守恒。