Question

1．如圖所示，是“驗證機械能守恒定律”的實驗，在滑塊上安裝一遮光條，放在水平氣墊導軌上從A處由靜止釋放，光電計時器安裝在B處．鉤碼總質量為m，通過質量不計的細線拉動滑塊（含遮光條），遮光條寬度為d、重力加速度為g，光電計時器記錄下遮光條通過光電門的時間為△t，以鉤碼和滑塊整體作為實驗的研究對象，則：

（1）實驗中是否要求鉤碼總質量m遠小于滑塊質量M？否（填“是”或“否”）．
（2）實驗中還需要測量的物理量是A、B之間的距離L，測得滑塊（含遮光條）質量為M（用文字和對應的符號表示）．
（3）本實驗中驗證機械能守恒的表達式為：$mgL=\frac{1}{2}（m+M）{（\fracue2dxv5{△t}）}^{2}$（用以上對應物理量的符號表示）．

Answer 1

分析 實驗原理是：求出通過光電門時的速度v，測出AB間的距離L，在這個過程中，減少的重力勢能能：△E_p=mgL，增加的動能$\frac{1}{2}$mv²，比較減少的重力勢能與增加的動能之間的關系，驗證機械能是否守恒．

解答 解：（1）實驗以鉤碼和滑塊整體作為實驗的研究對象，則整體受到的合力就是鉤碼的重力，不需要鉤碼總質量m遠小于滑塊質量M，
（2）為了求出運動過程中鉤碼減小的重力勢能，則需要測量AB間的距離L，還需要測量滑塊（含遮光條）質量為M，
（3）我們驗證的是：△E_p與△E_k的關系，即驗證：△E_p=△E_k代入得：
mgL=$\frac{1}{2}$（M+m）v²；
而v=$\frac1dvdtup{△t}$
所以本實驗中驗證機械能守恒的表達式為mgL=$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracuytfl0a{△t}$）²
故答案為：（1）否；（2）A、B之間的距離L，測得滑塊（含遮光條）質量為M；（3）$mgL=\frac{1}{2}（m+M）{（{\frac5l961bn{△t}}）^2}$

點評 正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)進行分析所需實驗器材、實驗步驟、所測數(shù)據(jù)等，會起到事半功倍的效果．