Question

11．實(shí)驗(yàn)桌上有兩個質(zhì)量不相等的沙袋，一盒質(zhì)量均為m₀的鉤碼一套（質(zhì)量和摩擦可忽略）、細(xì)線、刻度尺、光電門．該同學(xué)根據(jù)已學(xué)過的物理知識和現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)操作過程：
（1）用細(xì)線將兩個沙袋按圖示情景組成實(shí)驗(yàn)裝置，設(shè)左右兩邊沙袋A、B的質(zhì)量分別為m₁=650g、m₂=100g；并在沙袋A上固定一個遮光板（質(zhì)量不計），在遮光板的正下方的桌面上安裝一個光電門．
（2）將鉤碼全部放在B沙袋中，發(fā)現(xiàn)A下降，B上升．
（3）用刻度尺測出A從靜止開始釋放的位置到光電門的距離為h，記下遮光板通過光電門的時間t，若要計算遮光板通過光電門的速度大小，還需要測量的物理量是dt．
（4）保持A袋到光電門的距離h不變，從B沙袋中取出鉤碼放入A袋中，計A袋中鉤碼的個數(shù)為n，測量相應(yīng)的時間t′，算出每次操作時的速度v，得到多組n及v²的數(shù)據(jù)關(guān)系．
若系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則“n-1t”關(guān)系是n=$\frac{{3d}^{2}}{1{6m}_{0}gh}$${（\frac{1}{t}）}^{2}$-$\frac{1}{{4m}_{0}}$．

Answer 1

分析 當(dāng)時間極短時，某段時間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時速度；
分析不同形式的能量轉(zhuǎn)化，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒列出等式表示出n-$\frac{1}{t}$的關(guān)系．

解答 解：①當(dāng)時間極短時，某段時間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時速度，
記下遮光板通過光電門的時間t，若要計算遮光板通過光電門的速度大小，還需要測量的物理量是遮光板的寬度d，
遮光板通過光電門的速度大小v=$\fracuc0yuqk{t}$，
②保持A袋到光電門的距離h不變，從B沙袋中取出鉤碼放入A袋中，計A袋中鉤碼的個數(shù)為n，測量相應(yīng)的時間t′，算出每次操作時的速度v，
若系統(tǒng)機(jī)械能守恒，
（m₁+nm₀）gh=（m₂-nm₀）gh+$\frac{1}{2}$（m₁+m₂）${（\fraceu2cg06{t}）}^{2}$
解得：n=$\frac{{3d}^{2}}{1{6m}_{0}gh}$${（\frac{1}{t}）}^{2}$-$\frac{1}{{4m}_{0}}$．
故答案為：（1）$\fraci4eee0s{t}$；（2）n=$\frac{{3d}^{2}}{1{6m}_{0}gh}$${（\frac{1}{t}）}^{2}$-$\frac{1}{{4m}_{0}}$

點(diǎn)評 明確實(shí)驗(yàn)原理，熟練應(yīng)用所學(xué)物理知識進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理是正確解答實(shí)驗(yàn)問題的關(guān)鍵，掌握系統(tǒng)機(jī)械能守恒的應(yīng)用．