Question

【題目】如圖，氣墊導(dǎo)軌上滑塊的質(zhì)量為M，鉤碼的質(zhì)量為m，遮光條寬度為d，兩光電門間的距離為L，氣源開通后滑塊在牽引力的作用下先后通過兩個光電門的時間為△t1和△t2。當?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g。

(1)用上述裝置驗證滑塊的動能定理時，要使繩中拉力近似等于鉤碼的重力，則m與M之間的關(guān)系應(yīng)滿足的條件是___________；需要驗證的表達式是_________________（用已知量表示）

(2)用上述裝置探究系統(tǒng)在運動中的機械能關(guān)系，滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中滿足關(guān)系式_____________________________時（用已知量表示），系統(tǒng)機械能守恒。若測量過程中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)動能增量總是大于鉤碼重力勢能的減少量，可能的原因是______________________。

Answer 1

【答案】M>>m 軌道不水平，右端高于左端

【解析】

考查實驗“驗證動能定理”、“驗證機械能守恒定律”。

（1）要使繩中的拉力近似等于鉤碼的重力，則應(yīng)滿足M>>m；滑塊通過光電門的瞬時速度為： ，所以表達式為：

（2）系統(tǒng)機械能守恒，即系統(tǒng)重力勢能的減少量等于系統(tǒng)動能的增加量，即：

試驗時，默認系統(tǒng)重力勢能的減少量就是鉤碼重力勢能的減少量，若實驗時軌道不水平，下滑過程中滑塊的重力勢能也會發(fā)生變化，但沒有計入，若實驗時右端高于左端，則低于實際重力勢能減少量，表達式中的動能增量總是大于鉤碼重力勢能的減少量。