Question

氣墊導(dǎo)軌是一種常用的實(shí)驗(yàn)儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，這樣滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為與導(dǎo)軌間無(wú)摩擦，如題圖氣墊導(dǎo)軌的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，利用帶有豎直擋光片的滑塊，就可以完成許多力學(xué)實(shí)驗(yàn)，光電計(jì)時(shí)器及其光電門的結(jié)構(gòu)如圖乙所示，a、b分別是光電門中彼此正對(duì)的激光發(fā)射和接收裝置。擋光片結(jié)構(gòu)如圖丙所示，兩擋光條之間的距離Δx很�。�約2~3 cm）。當(dāng)擋光片的兩遮光部分從a、b間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示兩次開始擋光的時(shí)間，由此可以較準(zhǔn)確測(cè)量出擋光片的左右兩擋光條通過(guò)光電門的時(shí)間間隔Δt，這樣就可以表示出滑塊通過(guò)光電門時(shí)的速度。

利用氣墊導(dǎo)軌來(lái)驗(yàn)證牛頓第二定律

（1）使用氣墊導(dǎo)軌來(lái)驗(yàn)證牛頓第二定律時(shí)，首先通過(guò)調(diào)螺釘使氣墊導(dǎo)軌水平，其具體檢測(cè)導(dǎo)軌水平的方法可以是：                                                   ；

（2）若滑塊[包括擋光片]和砝碼[連接滑塊和砝碼的輕繩跨過(guò)導(dǎo)軌右端的光滑定定滑輪]的質(zhì)量分別為M和m（M＞m），滑塊從靜止釋放后，向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，先后通過(guò)光電門1和2（兩光電門之間距離為x），結(jié)果光電門1和2的示數(shù)分別為Δt₁和Δt₂，滑塊上擋光片的兩擋光條間距為Δx，則滑塊通過(guò)光電門1時(shí)的速度v₁=             ，通過(guò)光電門2時(shí)的速度v₂=             。利用勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可求得滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a =         (用v₁、v₂、x表示)，則近似驗(yàn)證牛頓第二定律的表達(dá)式為：                     ；（用M、m、a、g表示）

（3）本實(shí)驗(yàn)的器材除氣墊導(dǎo)軌、天平、砝碼、滑塊[包括擋光片]和光電計(jì)時(shí)器之外，不僅需要器材用                測(cè)出兩光電門的間距x，還需要測(cè)出兩擋光條的間距Δx，為使測(cè)量盡可能精確，測(cè)Δx時(shí)應(yīng)使用的測(cè)量器材是                   ；

（4）若本實(shí)驗(yàn)中近似驗(yàn)證牛頓第二定律仍有誤差，其主要原因是：

                                                                         。

Answer 1

（1）在氣墊導(dǎo)軌的任何位置靜止釋放滑塊均不左右滑動(dòng)或有初速度地釋放滑塊觀察既不加速也不減速而是勻速運(yùn)動(dòng)。

（2）          mg=Ma

（3）毫米刻度尺，游標(biāo)卡尺，砝碼本身的加速運(yùn)動(dòng)使繩上的拉力小于砝碼的重力。