Question

14．某同學(xué)利用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．在氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩光電門(mén)1、2，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過(guò)定滑輪與鉤碼相連．
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)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(dòng)或滑塊經(jīng)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)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(yàn)時(shí)，測(cè)出光電門(mén)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(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)1、2的時(shí)間t₁、t₂，則滑塊通過(guò)光電門(mén)1時(shí)速度大小為$\fracksjl72f{{t}_{1}}$，滑塊通過(guò)光電門(mén)2時(shí)速度大小為$\frac73uc2yk{{t}_{2}}$，系統(tǒng)機(jī)械能守恒成立的表達(dá)式是mgL=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frackmjpcp8{{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracug29kmo{{t}_{1}}$）²．

Answer 1

分析 明確實(shí)驗(yàn)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(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的平均速度，再表示出鉤碼的重力勢(shì)能減少量和系統(tǒng)動(dòng)能增加量的大小來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)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(dòng)或滑塊經(jīng)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)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(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的平均速度．
則滑塊通過(guò)光電門(mén)1時(shí)速度大小為：v₁=$\fracgiahoya{{t}_{1}}$，滑塊通過(guò)光電門(mén)2時(shí)速度大小為：v₂=$\fracxaxuw2w{{t}_{2}}$，
鉤碼的重力勢(shì)能減少了mgL，系統(tǒng)動(dòng)能增加了$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracz1djldk{{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fraclt7tnt2{{t}_{1}}$）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）（$\fracvdv7l2d{{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frac3v7xpce{{t}_{1}}$）²  
故答案為：
（1）能在氣墊導(dǎo)軌上靜止或做勻速運(yùn)動(dòng)或滑塊經(jīng)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間相等；   
（2）$\fracldacjli{{t}_{1}}$，$\frackdprjgi{{t}_{2}}$，mgL=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracxacphjq{{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fraczbtvnum{{t}_{1}}$）²．

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