Question

【題目】某同學利用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．將氣墊導軌固定在水平桌面上，調節旋鈕使其水平．在氣墊導軌的左端固定一光滑的定滑輪，在B處固定一光電門，測出滑塊及遮光條的總質量為M，將質量為m的鉤碼通過細線與滑塊連接．打開氣源，滑塊從A處由靜止釋放，寬度為b的遮光條經過光電門擋光時間為t，取擋光時間t內的平均速度作為滑塊經過B處的速度，A、B之間的距離為d，重力加速度為g．

（1）調整光電門的位置，使得滑塊通過B點時鉤碼沒有落地．滑塊由A點運動到B點的過程中，系統動能增加量ΔEk為 ______，系統重力勢能減少量ΔEp為___．（以上結果均用題中所給字母表示）

（2）若實驗結果發現ΔEk總是略大于ΔEp，可能的原因是______

A．存在空氣阻力

B．滑塊沒有到達B點時鉤碼已經落地

C．測出滑塊左端與光電門B之間的距離作為d

D．測出滑塊右端與光電門B之間的距離作為d

Answer 1

【答案】 C

【解析】

（1）由于光電門的寬度b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：；
滑塊從A處到達B處時m和M組成的系統動能增加量為：；
系統的重力勢能減少量可表示為：△Ep=mgd；
比較△Ep和△Ek，若在實驗誤差允許的范圍內相等，即可認為機械能是守恒的。
（2）若存在空氣阻力的，則有△Ek總是略小于△Ep，故A錯誤；滑塊沒有到達B點時鉤碼已經落地，拉力對滑塊做的功會減小，△Ek應小于△Ep，故B錯誤；將滑塊左端與光電門B之間的距離作為d，鉤碼下落的高度算少了，△Ek將大于△Ep，故C正確。將滑塊右端與光電門B之間的距離作為d，鉤碼下落的高度算多了，△Ek將小于△Ep，故D錯誤。