Question

【题目】某同学用如图所示的装置，分别验证“动能定理”及“机械能守恒定律”，在装置中，气垫导轨上滑块的质量为M，钩码的质量为m,遮光条宽度为d，两光电门间的距离为L，滑块通过两光电门，记录的时间分别为t1、t2，当地的重力加速度为g。

（1）开通气源，实验前要调节气垫导轨水平，在不提供其他器材的情况下，判断气垫导轨是否水平的方法是： （填“连接”或“不连接”）悬挂勾码的细绳，给滑块一个初速度，观察 。

（2）要用上述装置探究滑块受到的合外力做的功与滑块动能变化的关系，要使绳中拉力近似等于钩码的重力，则m与M之间的关系应满足 ；实验要验证的表达式为 。

（3）要用上述装置探究系统在运动中的机械能关系，滑块从光电门1运动到光电门2的过程中满足关系式

时（用已知量表示），系统机械能守恒。若测量过程中发现系统动能增量总是略大于钩码重力势能的减少量，可能的原因是 。

Answer 1

【答案】（1）不连接 滑块通过两个光电门记录的时间是否相等

（2）

（3）水平导轨不水平，右端高

【解析】试题分析：（1）判断气垫导轨是否水平的方法是：不连接悬挂勾码的细绳，给滑块一个初速度，观察滑块通过两个光电门记录的时间是否相等。

（2）要使绳中拉力近似等于钩码的重力，则m与M之间的关系应满足：m远小于M，滑块通过光电门的瞬时速度为：，则实验要验证的表达式为：。

（3）要验证机械能守恒，即重力势能的减少量等于动能的增加量，即验证：；将气垫导轨倾斜后，由于滑块的重力势能的增加或减少没有计入，故增加的动能和减少的重力势能不相等；若右侧高，系统动能的增加量大于重力势能的减少量。即系统动能增量总是略大于钩码重力势能的减少量，可能的原因是水平导轨不水平，右端高。