Question

【题目】如图所示，在学习了机械能守恒定律以后，某实验小组想在气垫导轨上利用滑块和钩码验证机械能守恒，将气垫导轨放在水平桌面上，调至水平后，把滑块由静止释放，释放时遮光条距光电门的距离小于勾码到地面的距离。实验中测出钩码质量为m，滑块和遮光条的总质量为M，遮光条的宽度为d，释放滑块时遮光条距光电门的距离为L，遮光条通过光电门的时间为Δt，当地的重力加速度为g。

（1）本实验_____________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；

（2）滑块通过光电门时的速度大小为____________（用测量的物理量符号表示）；

（3）本实验中在误差允许的范围内满足关系式__________________________（用测量的物理量符号表示），就验证了系统的机械能守恒。

Answer 1

【答案】 不需要

【解析】（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，则表示气垫导轨调整至水平状态．（2）滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．则滑块通过光电门时速度大小为，（3）钩码的重力势能减少了mgL，系统动能增加了，则系统机械能守恒成立的表达式是：.