Question

14．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．

（1）實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，利用現(xiàn)有器材如何判斷導(dǎo)軌是否水平？
（2）在本次實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、滑塊的質(zhì)量M，遮光條的寬度d；實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從距光電門(mén)距離為L(zhǎng)的位置由靜止釋放．由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為t．本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較mgL和$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frac8mocom8{t}$）²在實(shí)驗(yàn)中誤差允許的范圍內(nèi)相等（用測(cè)量的物量符號(hào)表示），即可驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 （1）氣墊導(dǎo)軌接通電源后可以認(rèn)為是光滑的，若滑塊在軌道上任何位置都能靜止，說(shuō)明軌道水平；
（2）比較重力勢(shì)能的減小量和動(dòng)能的增加量是否相等即可判斷機(jī)械能是否守恒

解答 解：（1）當(dāng)氣墊導(dǎo)軌接通電源后，導(dǎo)軌可以認(rèn)為是光滑的，判斷是否水平的方法是：接通電源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，若滑塊基本保持靜止，則說(shuō)明導(dǎo)軌是水平的（或輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運(yùn)動(dòng)）．
（2）鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，其重力勢(shì)能的減小量為mgL，
系統(tǒng)動(dòng)能的增量為：$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracowsokqo{t}$）²，因此只要比較二者是否相等，即可驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒．
故答案為：（1）接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，若滑塊基本保持靜止，則說(shuō)明導(dǎo)軌是水平的（或輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運(yùn)動(dòng)）；
（2）mgL，$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frac2mcgm4g{t}$）²．

點(diǎn)評(píng) 物理實(shí)驗(yàn)如何變化，正確理解實(shí)驗(yàn)原理都是解答實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，同時(shí)加強(qiáng)物理基本規(guī)律在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．