如图所示,是用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验.图(甲)中a、b分别是光电门的激光发射和接收装置.图(乙)中在滑块上安装一遮光板,把滑块放在水平气垫导轨上,并

◎ 题目

如图所示,是用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验.图(甲)中a、b分别是光电门的激光发射和接收装置.图(乙)中在滑块上安装一遮光板,把滑块放在水平气垫导轨上,并通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连.测得滑块(含遮光板)质量为M、钩码质量为m、遮光板宽度为d、当地的重力加速度为g.将滑块在图示位置释放后,光电计时器记录下遮光板先后通过两个光电门的时间分别为△t1、△t2
(1)实验中还需要测量的物理量是______(在以后的表达中统一用字母A表示该量).
(2)本实验中验证机械能守恒的表达式为:
1
2
(m+M)(
d
t2
)2
=______(用题目中给定的字母表示).
(3)若气垫导轨的左侧高,测得系统的动能增加量______钩码的重力势能减少量.(填“>”、“=”或“<”)

魔方格

◎ 答案

(1)实验原理是:求出通过光电门1时的速度v1,通过光电门1时的速度v2,测出两光电门间的距离A,在这个过程中,减少的重力势能能:△Ep=mgA,增加的动能为:
1
2
(M+m)
v22
-
1
2
(M+m)
v21
再比较减少的重力势能与增加的动能之间的关系,所以需要测出光电门间的距离A.
(2)我们验证的是:△Ep与△Ek的关系,即验证:△Ep=△Ek代入得:
mgA=
1
2
(M+m)
v22
-
1
2
(M+m)
v21

又:v1=
d
t1
;v2=
d
t2
代入得:
mgA=
1
2
(M+m)(
d
t2
2-
1
2
(M+m)(
d
t1
2
即:
1
2
(m+M)(
d
t2
2=mgA+
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