Question

【題目】如圖所示，利用氣墊導軌進行“驗證機械能守恒定律”實驗的裝置。主要實驗步驟如下：

A．將氣墊導軌放在水平桌面上，并調至水平；

B．測出遮光條的寬度d；

C．將帶有遮光條的滑塊移至圖示的位置，測出遮光條到光電門的距離；

D．釋放滑塊，讀出遮光條通過光電門的遮光時間t；

E．用天平稱出托盤和砝碼的總質量m；

F．………；

已知重力加速度為g。請回答下列問題：

(1)為驗證機械能守恒定律，還需要測的物理量是______（寫出要測的物理量名稱及對應該量的符號）；

(2)滑塊從靜止釋放，運動到光電門的過程中，所要驗證的機械能守恒的表達式____（用上述物理量符號表示）。

Answer 1

【答案】滑塊和遮光條的質量M

【解析】

(1)[1]根據瞬時速度的定義式可知，擋光條通過光電門的速率為

令滑塊和遮光條的總質量為，托盤和砝碼下落過程中，系統增加的動能為

根據題意可知，系統減少的重力勢能即為托盤和砝碼減小的重力勢能，即為

為了驗證機械能守恒，需滿足的關系是

實驗中還要測量的物理量為滑塊和遮光條的總質量。

(2)[2]滑塊從靜止釋放，運動到光電門的過程中，所要驗證的機械能守恒的表達式