Question

為了驗證機械能守恒定律，某同學使用如圖所示的氣墊導軌裝置進行實驗。其中G₁、G₂為兩個光電門，它們與數字計時器相連，當滑行器M通過G₁、G₂光電門時，光束被滑行器M上的擋光片遮擋的時間Δt₁、Δt₂都可以被測量并記錄，滑行器連同擋光片的總質量為M，擋光片寬度為D，兩光電門中心間的距離為x，牽引砝碼的質量為m，細繩不可伸長且其質量可以忽略，重力加速度為g。該同學想在水平的氣墊導軌上，只利用以上儀器，在滑行器通過G₁、G₂光電門的過程中驗證機械能守恒定律，請回答下列問題：

（1）實驗開始應先調節氣墊導軌下面的螺母，使氣墊導軌水平。請在以下空白處填寫實驗要求。

在不增加其他測量器材的情況下，調水平的步驟是：取下牽引砝碼m，接通氣墊導軌裝置的電源，調節導軌下面的螺母，若滑行器M放在氣墊導軌上的任意位置都能保持靜止，或者輕推滑行器M，M分別通過光電門G₁、G₂的時間              ，則導軌水平。

（2）當氣墊導軌調水平后，在接下來的實驗操作中，以下操作合理的是（     ）

A．擋光片的寬度D應盡可能選較小的

B．選用的牽引砝碼的質量m應遠小于滑行器的總質量M

C．為了減小實驗誤差，光電門G₁、G₂的間距x應該盡可能大一些

D．用來牽引滑行器M的細繩可以與導軌不平行

（3）在每次實驗中，若表達式                     (用M、g、m、Δt₁、Δt₂、D、x表示)在誤差允許的范圍內成立，則機械能守恒定律成立。

Answer 1

 (1)（在誤差允許的范圍內）相等（1分）

(2)AC（2分）

(3) （3分）