利用氣墊導軌驗*機械能守恆定律，實驗裝置如圖*所示．水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌；導軌上A點放置帶有長方形遮...

問題詳情：

利用氣墊導軌驗*機械能守恆定律，實驗裝置如圖*所示．水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌；導軌上A點放置帶有長方形遮光條的滑塊，其總質量為M，左端由跨過光滑電荷量的輕質細繩與質量為m的小球相連；導軌上B點有一光電門，可以測量遮光片經過光電門時的時間t，用L表示A點到光電門B處的距離，d表示遮光片的寬度，將遮光片通過電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度，實驗時滑塊在A處在A處由靜止開始運動．

（1）用遊標卡尺測量遮光條的寬度d，結果如圖2所示，由此讀出d=　     　cm．

（3）某次實驗測得氣墊導軌的傾斜角為θ，重力加速度用g表示，滑塊從A點到B點過程中，m和M組成的系統動能增加量可表示為△Ek=　     　，系統的重力勢能減少量可表示為△Ep=　         　，在誤差允許的範圍內，若△Ek=△Ep，則可認為系統的機械能守恆．

【回答】

解：（1）寬度d的讀數為：30mm+8×0.05mm=30.40mm=3.040cm；

（2）由於光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內的平均速度代替瞬時速度．

滑塊通過光電門B速度為：vB=；

滑塊從A處到達B處時m和M組成的系統動能增加量為：△EK=（M+m）（）2=；

系統的重力勢能減少量可表示為：△Ep=mgL﹣MgLsinθ=（m﹣Msinθ）gL；

故*為：（1）3.040；（2），（m﹣Msinθ）gL．

知識點：專題四 功和能

題型：實驗,探究題