Question

(9分)某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。

⑴实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？

                                                                                      ；

⑵已知遮光条的宽度d＝0.52cm，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t＝1.2×10^－2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度是        m/s，在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、          和          (文字说明并用相应的字母表示)。

⑶本实验通过比较          和          在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示，重力加速度g为已知)，从而验证了系统的机械能守恒。

Answer

⑴接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止，则说明导轨是水平的(或轻推滑块，滑块基本能做匀速直线运动)；⑵0.43，滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s，滑块的质量M；⑶mgs，

【解析】

试题分析：⑴当滑块在气垫导轨上保持静止或匀速直线运动时，即可说明气垫导轨底座水平，因此判断的方法是：接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止(或轻推滑块，滑块基本能做匀速直线运动)，则说明导轨是水平的；

⑵根据速度的定义式可知，滑块经过光电门时的瞬时速度为：v＝＝0.43m/s，要达到验证系统机械能守恒的目的，则需要比较系统减少的重力势能mgs和系统增加的动能，因此还需要测量滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s，滑块的质量M；

由⑵中分析可知：＝，即比较mgs和即可。

考点：本题主要考查了以物块在气垫导轨上运动为背景的验证系统机械能守恒的设计性实验问题，属于中档题。