Question

【題目】（7分）利用如圖所示裝置驗證鉤碼和滑塊（含遮光條）組成的系統機械能守恒。

（1）判斷氣墊導軌水平的方法為_________________________________________。

（2）若氣墊導軌水平，鉤碼的質量為m，滑塊的質量為M，滑塊上遮光條的寬度為d，保持鉤碼和滑塊的質量不變，滑塊由靜止釋放時離光電門的距離為s，遮光條通過光電門的時間為Δt，要驗證機械能守恒定律，則應滿足表達式___________________________。

（3）若改變滑塊釋放時的位置，重復實驗，測出多組滑塊通過光電門的速度v和滑塊釋放時離光電門的距離s，作出v2–s圖線，圖線的斜率為k，則重力加速度g=___________。（用k、m和M表示）

Answer 1

【答案】（1）去掉細線和鉤碼，滑塊能在氣墊導軌上靜止（2分） （2）mgs=(M+m)()2（3分）

（3）（2分）

【解析】（1）若氣墊導軌水平，則去掉細線和鉤碼時，滑塊在氣墊導軌上水平方向不受力而靜止。

（2）對鉤碼和滑塊組成的系統，由機械能守恒定律有mgs=(M+m)v2=(M+m)()2。

（3）由mgs =(M+m)v2，可得v2=，則k=，解得g=。