Question

【题目】某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．将气垫导轨固定在水平桌面上，调节旋钮使其水平．在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在B处固定一光电门，测出滑块及遮光条的总质量为M，将质量为m的钩码通过细线与滑块连接．打开气源，滑块从A处由静止释放，宽度为b的遮光条经过光电门挡光时间为t，取挡光时间t内的平均速度作为滑块经过B处的速度，A、B之间的距离为d，重力加速度为g．

（1）调整光电门的位置，使得滑块通过B点时钩码没有落地．滑块由A点运动到B点的过程中，系统动能增加量ΔEk为 ______，系统重力势能减少量ΔEp为___．（以上结果均用题中所给字母表示）

（2）若实验结果发现ΔEk总是略大于ΔEp，可能的原因是______

A．存在空气阻力

B．滑块没有到达B点时钩码已经落地

C．测出滑块左端与光电门B之间的距离作为d

D．测出滑块右端与光电门B之间的距离作为d

Answer 1

【答案】 C

【解析】

（1）由于光电门的宽度b很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度。
滑块通过光电门B速度为：；
滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量为：；
系统的重力势能减少量可表示为：△Ep=mgd；
比较△Ep和△Ek，若在实验误差允许的范围内相等，即可认为机械能是守恒的。
（2）若存在空气阻力的，则有△Ek总是略小于△Ep，故A错误；滑块没有到达B点时钩码已经落地，拉力对滑块做的功会减小，△Ek应小于△Ep，故B错误；将滑块左端与光电门B之间的距离作为d，钩码下落的高度算少了，△Ek将大于△Ep，故C正确。将滑块右端与光电门B之间的距离作为d，钩码下落的高度算多了，△Ek将小于△Ep，故D错误。