Question

14．某同學(xué)利用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置驗證機(jī)械能守恒定律．在氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩光電門1、2，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過定滑輪與鉤碼相連．
（1）實(shí)驗時要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平．不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源，如果滑塊能在氣墊導(dǎo)軌上靜止或做勻速運(yùn)動或滑塊經(jīng)兩個光電門的時間相等，則表示氣墊導(dǎo)軌已調(diào)整至水平狀態(tài)．
（2）實(shí)驗時，測出光電門1、2間的距離L，遮光條的寬度d（寬度d極�。�，滑塊和遮光條的總質(zhì)量M，鉤碼質(zhì)量m．由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門1、2的時間t₁、t₂，則滑塊通過光電門1時速度大小為$\fracoiwpdlu{{t}_{1}}$，滑塊通過光電門2時速度大小為$\fracwvockd1{{t}_{2}}$，系統(tǒng)機(jī)械能守恒成立的表達(dá)式是mgL=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frac14vjc1a{{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frac5pyh59l{{t}_{1}}$）²．

Answer 1

分析 明確實(shí)驗原理以及氣墊導(dǎo)軌裝置的特點(diǎn)可正確解答；
依據(jù)滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度，再表示出鉤碼的重力勢能減少量和系統(tǒng)動能增加量的大小來驗證機(jī)械能守恒定律．

解答 解：（1）實(shí)驗時要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平．不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源，如果滑塊能在氣墊導(dǎo)軌上靜止或做勻速運(yùn)動或滑塊經(jīng)兩個光電門的時間相等，則表示氣墊導(dǎo)軌調(diào)整至水平狀態(tài)．
（2）滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度．
則滑塊通過光電門1時速度大小為：v₁=$\fracz04wknl{{t}_{1}}$，滑塊通過光電門2時速度大小為：v₂=$\fracbvkymks{{t}_{2}}$，
鉤碼的重力勢能減少了mgL，系統(tǒng)動能增加了$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracazig0iw{{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracga0eira{{t}_{1}}$）²  
則系統(tǒng)機(jī)械能守恒成立的表達(dá)式是：mgL=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fraczy0wzc0{{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracujp55ao{{t}_{1}}$）²  
故答案為：
（1）能在氣墊導(dǎo)軌上靜止或做勻速運(yùn)動或滑塊經(jīng)兩個光電門的時間相等；   
（2）$\frac99xwpc5{{t}_{1}}$，$\fracafl4sqj{{t}_{2}}$，mgL=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracdxbu0yb{{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracktrpsve{{t}_{1}}$）²．

點(diǎn)評 考查掌握軌道是否水平的判定依據(jù)，這是物理實(shí)驗的基礎(chǔ)．同時處理實(shí)驗時一定要找出實(shí)驗原理，根據(jù)實(shí)驗原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項，最后理解求解瞬時速度的方法．