Question

【題目】某實驗小組利用如圖裝置來驗證機械能守恒定律。在氣墊導軌上固定兩個光電門，光電門連接數字毫秒計，滑塊上固定寬度為d遮光條。把導軌的右端墊高，測出傾角為。已知當地重力加速度為g

⑴實驗時，將滑塊從某處由靜止釋放。 滑塊遮光條通過某光電門的時間Δt，則滑塊通過光電門的瞬時速度____。

⑵若通過光電門1和2的速度分別為v1和v2，還需要測量____（并給這個物理量賦予字母），滿足表達式____，說明機械能守恒。

⑶完成⑵問所述測量，將滑塊從____（選填“同一”或“不同”）位置釋放，測出滑塊經過光電門1、2的速度v1、v2。以L為橫坐標，以為縱坐標，把所得的實驗數據描點，得到一條斜率為____、截距為____的圖線，說明機械能守恒。

Answer 1

【答案】 兩光電門間的距離L 不同 0

【解析】⑴由于遮光條通過光電門的時間極短因此可以利用平均速度來代替其瞬時速度，因此滑塊經過光電門時的瞬時速度為；

⑵根據實驗原理可知，該實驗中需要比較重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等即可判斷機械能是否守恒，則有，化簡為，故需要測量的物理量為：滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離L ；

⑶完成⑵問所述測量，將滑塊從不同位置釋放；

由（2）可知，所以以為橫坐標，以為縱坐標把所得的實驗數據描點，得到一條斜率為，截距為0的一條直線，說明機械能守恒。