Question

【題目】用圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．氣墊導軌上A處安裝了一個光電門，滑塊上固定一遮光條，滑塊用繞過氣墊導軌左端定滑輪的細線與鉤碼相連，每次滑塊都從同一位置由靜止釋放，釋放時遮光條位于氣墊導軌上B位置的上方．

(1) 某同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d＝________mm.

(2) 實驗中，接通氣源，滑塊靜止釋放后，由數字計時器讀出遮光條通過光電門的時間為t，測得滑塊質量為M，鉤碼質量為m，A、B間的距離為L.在實驗誤差允許范圍內，鉤碼減小的重力勢能mgL與________(用直接測量的物理量符號表示)相等，則機械能守恒．

(3) 下列不必要的一項實驗要求是________(請填寫選項前對應的字母)．

A. 滑塊必須由靜止釋放 B. 應使滑塊的質量遠大于鉤碼的質量

C. 已知當地重力加速度 D. 應使細線與氣墊導軌平行

(4) 分析實驗數據后發現，系統增加的動能明顯大于鉤碼減小的重力勢能，原因是_______________________________________________________________________________.

Answer 1

【答案】 2.70 B 氣墊導軌右端偏高

【解析】（1）由圖知第14條刻度線與主尺對齊，d=2mm+14×0.05mm=2.70mm；

（2）滑塊和鉤碼的速度為： ，增加的動能為： ，當減少的重力勢能與增加的動能相等時，機械能守恒即： 。

（3）因為只有一個光電門只能測出末速度，所以要求初速度必須為零，即滑塊必須由靜止釋放，故A必要；因為是驗證機械能是否守恒，所以不要求滑塊的質量遠大于鉤碼的質量，故B不必要；由上可知在計算公式中含有重力加速度，故C必要；應將氣墊導軌調節水平，保持拉線方向與木板平面平行，這樣拉力才等于合力，故D必要。所以選B。

（4）系統增加的動能明顯大于鉤碼減小的重力勢能，原因是氣墊導軌右端偏高。