Question

第二组同学利用下图所示的实验装置，验证钩码和滑块所组成的系统从由静止释放到通过光电门这一过程机械能守恒。实验开始时，气轨已经调成水平状态。

(1)已知遮光条的宽度为d,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为t，则滑块经过光电门时的速度为__________。

(2)在本次实验中还需要测量的物理量有(文字说明并用相应的字母表示)：钩码的质量m、____________________和____________________。

(3)本实验通过比较__________和__________ (用测量的物理量符号表示)在实验误差允许的范围内是否相等，从而验证系统的机械能是否守恒．

(4)在本次实验中钩码的质量__________远小于滑块的质量。（填“需要”或者“不需要”）

Answer

d/t 滑块的质量M 释放时挡光片到光电门的距离L mgL 不需要

【解析】（1）由于遮光条通过光电门的时间极短因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度，因此滑块经过光电门时的瞬时速度为

（2）根据以上瞬时速度的公式，因此需要知道滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离L，计算动能需要知道滑块的质量M，故还需要测量M．

（3）钩码和滑块所组成的系统为研究对象，其重力势能的减小量为，系统动能的增量为．因此只要比较二者是否相等，即可验证系统机械能是否守恒．

（4）因为实验过程中，需要测量系统减小的重力势能大小，不需要滑块受到的合力等于绳子的拉力，故不需要钩码的质量远小于滑块的质量。