Question

【題目】如圖，氣墊導(dǎo)軌上滑塊的質(zhì)量為M，鉤碼的質(zhì)量為m，遮光條寬度為d，兩光電門間的距離為L，氣源開通后滑塊在牽引力的作用下先后通過兩個(gè)光電門的時(shí)間為△t1和△t2。當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g。

（1）用上述裝置測(cè)量滑塊加速度的表達(dá)式為 （用已知量表示）；

（2）用上述裝置探究滑塊加速度a與質(zhì)量M及拉力F的關(guān)系，要使繩中拉力近似等于鉤碼的重力，則m與M之間的關(guān)系應(yīng)滿足 ；

（3）用上述裝置探究系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械能關(guān)系，滑塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過程中滿足關(guān)系式 時(shí)（用已知量表示），系統(tǒng)機(jī)械能守恒。若測(cè)量過程中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)動(dòng)能增量總是大于鉤碼重力勢(shì)能的減少量，可能的原因是 。

Answer 1

【答案】（1）；（2）M>>m ；（3）；導(dǎo)軌不水平，右端高

【解析】

試題（1）根據(jù)遮光板通過光電門的速度可以用平均速度代替得：滑塊通過第一個(gè)光電門時(shí)的速度：；滑塊通過第二個(gè)光電門時(shí)的速度：；滑塊的加速度：

（2）當(dāng)滑塊質(zhì)量M遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量m 時(shí)，細(xì)線中拉力近似等于鉤碼重力．

（3）實(shí)驗(yàn)原理是：求出通過光電門1時(shí)的速度v1，通過光電門2時(shí)的速度v2，測(cè)出兩光電門間的距離L，在這個(gè)過程中，減少的重力勢(shì)能能：△Ep=mgL，增加的動(dòng)能為：（M+m）v22-（M+m）v12

我們驗(yàn)證的是：△Ep與△Ek的關(guān)系，即驗(yàn)證：△Ep=△Ek代入得：

mgL=（M+m）v22-（M+m）v12

即

將氣墊導(dǎo)軌傾斜后，由于滑塊的重力勢(shì)能的增加或減少?zèng)]有記入，故增加的動(dòng)能和減少的重力勢(shì)能不相等：若右側(cè)高，系統(tǒng)動(dòng)能增加量大于重力勢(shì)能減少量．