Question

利用如图所示装置“验证机械能守恒定律”。把装有遮光条的滑块放在水平气垫导轨上的A处，光电门安装在B处，滑块用细绳通过定滑轮与购买相连。将滑块从A位置释放后，光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间为，测得滑块（含遮光条）质量为M、钩码总质量为m、遮光条宽度为d，当地的重力加速度为g

（1）实验中还需要测量的物理量是______________（说明其物理意义并用符号表示）；

（2）本实验中验证机械能守恒的表达式为______________（用以上对应物理量的符号表示）；

（3）若实验数据表明系统动能增加量明显大于重力势能减少量，可能的原因是__________

①钩码总质量m远小于滑块质量M

②钩码总质量m与滑块质量M相差不大

③气垫导轨没有调水平，且左高右低

④气垫导轨没有调水平，且左低右高

Answer

（1）测量AB之间的距离L（2）（3）

【解析】试题分析：（1）实验过程中钩码的重力势能转化为系统的动能，所以有，故还需要测量AB之间的距离L，

（2）因为遮光条非常的窄，所以通过光电门的瞬时速度近似等于平均速度，故

所以需要验证的表达式为

（3）如果实验结果系统动能增加量大于重力势能减少量，则可能是气垫导轨不水平造成的，气垫导轨倾斜后，由于滑块的重力势能的增加或减少没有记入，故增加的动能和减少的重力势能不相等，若左侧高，系统动能增加量大于重力势能减少量，若右侧高，系统动能增加量小于重力势能减少量，故③正确．

考点：“验证机械能守恒定律”实验

【名师点睛】实验原理是：求出通过光电门时的速度v，测出AB间的距离L，在这个过程中，减少的重力势能能：，增加的动能，比较减少的重力势能与增加的动能之间的关系，验证机械能是否守恒．