Question

【題目】利用如圖所示的裝置可以探究系統機械能守恒，在滑塊B上安裝寬度為L（較小）的遮光板（遮光板質量忽略不計），把滑塊B放在水平放置的氣墊導軌上，通過跨過定滑輪的繩與鉤碼A相連，連接好光電門與數字毫秒計，兩光電門間距離用S表示．數字毫秒計能夠記錄滑塊先后通過兩個光電門的時間△t1、△t2，當地的重力加速度為g．請分析回答下列問題

（1）為完成驗證機械能守恒的實驗，除了上面提到的相關物理量之外，還需要測量的量有______（均用字母符號表示，并寫清每個符號表示的物理意義）

（2）滑塊先后通過兩個光電門時的瞬時速度v1=_____、v2=____　（用題中已給或所測的物理量符號來表示）．

（3）在本實驗中，驗證機械能守恒的表達式為：________________________（用題中已給或所測的物理量符號來表示）．

Answer 1

【答案】 鉤碼與滑塊的質量分別為MA、MB

【解析】根據極短時間內的平均速度等于瞬時速度知，滑塊通過光電門的瞬時速度分別為：

v1＝，v2＝．
系統重力勢能的減小量為：△Ep=MAgS，系統動能的增加量△Ek= (MA+MB)v22 (MA+MB)v12= (MA+MB)( )2- (MA+MB)( )2．
則驗證的機械能守恒表達式為：MAgS= (MA+MB)( )2- (MA+MB)( )2．
可知還需要測量的物理量有：鉤碼與滑塊的質量分別為MA、MB．