Question

【題目】用如圖所示裝置驗證機械能守恒定律。豎直放置的四分之一圓弧軌道與水平軌道平滑相連，將正方體小滑塊從圓弧軌道某位置靜止釋放，并穿過水平軌道上的光電門，圓弧上的刻度能讀出釋放位置對應的圓心角θ。己知圓弧軌道的半徑為R，當地重力加速度為g，滑塊與軌道間動摩擦因數很小。

(1)要完成實驗，還需要的儀器及相應的操作是_______。

A．天平，測量小滑塊質量m

B．游標卡尺，測量小滑塊寬度d

C．刻度尺，測量圓弧最低點到光電門的距離L

D．刻度尺，測量釋放位置與水平軌道間的高度H

(2)若光電門測得小滑塊擋光時間為t，要驗證機械能守恒，即要驗證等式________成立。（等式用題目中的物理量符號表示）

Answer 1

【答案】B

【解析】

(1)[1]小滑塊滑下來的過程由機械能守恒定律得：

其中：

所以需要的儀器及相應的操作是游標卡尺，測量小滑塊寬度d，質量不需要測量。

（2）[2]根據（1）列的式子代入化簡得：