Question

【題目】如圖所示，在學習了機械能守恒定律以后，某實驗小組想在氣墊導軌上利用滑塊和鉤碼驗證機械能守恒，將氣墊導軌放在水平桌面上，調至水平后，把滑塊由靜止釋放，釋放時遮光條距光電門的距離小于勾碼到地面的距離。實驗中測出鉤碼質量為m，滑塊和遮光條的總質量為M，遮光條的寬度為d，釋放滑塊時遮光條距光電門的距離為L，遮光條通過光電門的時間為Δt，當地的重力加速度為g。

（1）本實驗_____________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；

（2）滑塊通過光電門時的速度大小為____________（用測量的物理量符號表示）；

（3）本實驗中在誤差允許的范圍內滿足關系式__________________________（用測量的物理量符號表示），就驗證了系統的機械能守恒。

Answer 1

【答案】 不需要

【解析】（1）實驗時要調整氣墊導軌水平．不掛鉤碼和細線，接通氣源，如果滑塊能在氣墊導軌上靜止或做勻速運動或滑塊經兩個光電門的時間相等，則表示氣墊導軌調整至水平狀態．（2）滑塊經過光電門時的瞬時速度可近似認為是滑塊經過光電門的平均速度．則滑塊通過光電門時速度大小為，（3）鉤碼的重力勢能減少了mgL，系統動能增加了，則系統機械能守恒成立的表達式是：.