Question

某同学利用如图丙所示的气垫导轨装置验证系统机械能守恒定律。在气垫导轨上安装了两光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连。

① 实验时要调整气垫导轨水平。不挂钩码和细线，接通气源，如果滑块         ，则表示气垫导轨调整至水平状态。
② 不挂钩码和细线，接通气源，滑块从轨道右端向左运动的过程中，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。实施下列措施能够达到实验调整目标的是    

A．调节P使轨道左端升高一些

B．调节Q使轨道右端降低一些

C．遮光条的宽度应适当大一些

D．滑块的质量增大一些

E．气源的供气量增大一些
③ 实验时，测出光电门1、2间的距离L，遮光条的宽度d，滑块和遮光条的总质量M，钩码质量m。由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间t₁、t₂，则系统机械能守恒成立的表达式是                               。

Answer 1

① 能在气垫导轨上静止或做匀速运动或滑块经两个光电门的时间相等
② AB 
③ mgL = (m + M)()² – (m + M)()²   

试题分析：气垫导轨若处于水平状态，不挂钩码和细线，接通气源，滑块应处于平衡状态——静止或匀速直线运动状态。不挂钩码和细线，接通气源，滑块从轨道右端向左运动的过程中，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，说明滑块在做加速运动，滑块自身的重力在做 正功，即左端较右端低。滑块通过光电门1、2的过程中，钩码和小车组成的系统减少的重力势能为mgL，通过光电门2的速度为，通过光电门1的速度为，则系统增加的动能为 (m + M)()² – (m + M)()²  。