3.
利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图所示。
(1)实验步骤:
①将气垫导轨放在水平面上,将导轨调至水平;
②测出挡光条的宽度为l;
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s;
④将滑块移至光电门1左侧其处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前档光条已通过光电门2;
⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用时间△和△;
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m.
(2)用表示直接测量的物理量字母写出下列所示物理量的表达式:
①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;
②在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少量(重力加速度为g);
③如果,则可认为验证了机械能守恒定律。