Question

7．氣墊導(dǎo)軌是橫截面為倒“V”字形的直金屬管，兩斜面上的氣孔噴出的空氣在滑塊和導(dǎo)軌之間形成一層“氣墊”，將滑塊托起，可以將滑塊受到的摩擦力減小到可以忽略的程度．與氣墊導(dǎo)軌配套的器材還有：安裝在B處的光電門、滑塊a，a上固定有不計(jì)質(zhì)量、寬度為d的擋光片（如圖所示）．
利用上述器材結(jié)合其他測(cè)量工具，按下列步驟驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律：
①將導(dǎo)軌左端適當(dāng)抬高，使導(dǎo)軌與水平面保持一定的夾角θ，并用量角器量出θ；
②在A點(diǎn)處從靜止釋放滑塊a，由光電門測(cè)出a經(jīng)過B處的擋光時(shí)間t（寫出測(cè)量的物理量的名稱和符號(hào)）；求出a經(jīng)過B處的速度v_B=$\fraci9vspro{t}$（用已知和直接測(cè)得的物理量表示）
③還需要測(cè)量的物理量是A、B間距L（寫出測(cè)量的物理量的名稱和符號(hào)）
④在誤差范圍內(nèi)，式子$gLsinθ=\frac{d^2}{{2{t^2}}}$成立，就驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．

Answer 1

分析 本實(shí)驗(yàn)中光電門能測(cè)量通過的時(shí)間，由于遮光條通過光電門的時(shí)間極短，因此可以利用平均速度來代替其瞬時(shí)速度大�。�
依據(jù)下滑過程中，減小的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為增加的動(dòng)能，因此要根據(jù)AB間距與夾角，來確定下滑的高度，從而即可求解．

解答 解：②在A點(diǎn)處從靜止釋放滑塊a，由光電門測(cè)出a經(jīng)過B處的擋光時(shí)間t；
利用平均速度來代替其瞬時(shí)速度大小，那么a經(jīng)過B處的速度v_B=$\fracs1z55eg{t}$；
③根據(jù)下滑過程中，減小的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為增加的動(dòng)能，
由于導(dǎo)軌與水平面保持一定的夾角θ，那么則有，mgLsinθ=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，
因此還需要測(cè)量的物理量是A、B間距L，
④mgLsinθ=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，即mgLsinθ=$\frac{1}{2}m（\fracnzbweze{t}）^{2}$，
在誤差范圍內(nèi)，式子$gLsinθ=\frac{d^2}{{2{t^2}}}$成立，就驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．
故答案為：②擋光時(shí)間t，$\frac74sq27x{t}$；③A、B間距L；④$gLsinθ=\frac{d^2}{{2{t^2}}}$．

點(diǎn)評(píng) 考查通過光電門測(cè)量瞬時(shí)速度的方法，理解何時(shí)平均速度能等于瞬時(shí)速度，掌握機(jī)械能守恒的條件，注意知道實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵．