Question

如圖，某實驗小組在實驗室中利用水平氣墊導軌和兩光電門計時器A和B驗證滑塊M和鉤碼m組成的系統機械能守恒，已知遮光條的寬度為d，先后通過A、B光電門的時間分別為△t₁、△t₂，滑塊運動通過光電門B時，鉤碼未落地．
①本實驗中需要用到的器材有

AB

（填字母序號）．
A．天平    B．刻度尺    C．打點計時器    
D．秒表    E．測力計
②驗證本系統機械能守恒的原理表達式為

mgs_AB=

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²

（用已知量和能直接測量的量表示）．
③下列因素中可能增大實驗誤差的是

AD

（填字母序號）．
A．氣墊導軌未調水平
B．滑塊質量M和鉤碼質量m不滿足m=M
C．遮光條寬度太小
D．兩光電門間距過小．

Answer 1

分析：設遮光條前進了s，鉤碼的重力勢能減少了：mgs，系統動能增加了：

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²
所以我們可以通過比較mgs和

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²的大小來驗證機械能守恒定律．

解答：解：①A、需要天平測量質量，故A正確
B、需要刻度尺測量距離，故B正確
C、有了光電門計時器，不需要打點計時器呢，也不需要秒表呢．故C、D錯誤
E、不需要測力計，故E錯誤
故選：AB．
②滑塊經過光電門時的瞬時速度可近似認為是滑塊經過光電門的平均速度．
遮光條前進了s，鉤碼的重力勢能減少了：mgs_AB，系統動能增加了：

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²
驗證本系統機械能守恒的原理表達式為mgs_AB=

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²
③下列因素中可能增大實驗誤差的是
A．氣墊導軌未調水平，M的重力勢能也會改變，故A正確
B．滑塊質量M和鉤碼質量m不滿足m=M，對該實驗沒有影響，故B錯誤
C．遮光條寬度太小，有利于減小誤差，故C錯誤
D．兩光電門間距過小，有利于增大誤差，故D正確
故選：AD．
故答案為：①AB
②mgs_AB=

1

2

（M+m）（

d

△t2

）²-

1

2

（M+m）（

d

△t1

）²  ③AD

點評：物理實驗如何變化，正確理解實驗原理都是解答實驗的關鍵，同時加強物理基本規律在實驗中的應用．