利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图1所示:
(1)实验步骤:
①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于,将导轨调至水平。
②用游标卡尺测量挡光条的宽度,结果如图2所示,由此读为。
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离=。
④将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。
⑤从数字计数器(图1中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间。
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量,再称出托盘和砝码的总质量。
(2)有表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式:
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为=和=。
②当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为=和=。
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少=(重力加速度为)。
(3)如果,则可认为验证了机械能守恒定律。