Question

利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间，用表示点到光电门处的距离，表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过点时的瞬时速度，实验时滑块在处由静止开始运动。

（1）某次实验测得倾角，重力加速度用表示，滑块从处到达处时和组成的系统动能增加量可表示为      ，系统的重力势能减少量可表示为        ，在误差允许的范围内，若则可认为系统的机械能守恒；(用题中字母表示)

（2）在上次实验中，某同学改变、间的距离，作出的图象如图所示，并测得，则重力加速度＝            m/s²。

Answer

（1）（2）9.6

【解析】试题分析：（1）滑块从A处到达B处的速度，则系统动能的增加量．

系统重力势能的减小量△Ep=mgd-Mgdsin30°=（m−）gd．

（2）根据系统机械能守恒的，（M+m）v2＝（m−）gd，

则，图线的斜率，解得g=9．6m/s2．

考点：验证机械能守恒定律

【名师点睛】了解光电门测量瞬时速度的原理．实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面，掌握系统机械能守恒处理方法，注意图象的斜率的含义。