Question

13．某同學(xué)利用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置驗證機(jī)械能守恒定律．在氣墊導(dǎo)軌上安裝了相同的兩光電門1、2，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過輕質(zhì)定滑輪與鉤碼相連．
（1）實驗時要調(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，或做勻速運動，或滑塊經(jīng)兩個光電門的時間相等，則表示氣墊導(dǎo)軌已調(diào)整至水平狀態(tài)．
（2）不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源，滑塊從軌道右端向左運動的過程中，發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門1的時間小于通過光電門2的時間．實施下列措施能夠讓導(dǎo)軌水平的是A．
A．調(diào)節(jié)P使軌道左端升高一些
B．調(diào)節(jié)Q使軌道右端升高一些
C．調(diào)節(jié)光電門之間距離小一些
D．遮光條的寬度應(yīng)適當(dāng)大一些
E．氣源的供氣量適當(dāng)增大一些
（3）實驗時，測出光電門1、2間的距離L，遮光條的寬度d，滑塊和遮光條的總質(zhì)量M，鉤碼質(zhì)量m．由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門1、2的時間t₁、t₂，則滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒成立的表達(dá)式是$mgL=\frac{1}{2}（M+m）（\fraco2yeuyc{{t}_{1}^{\;}}）_{\;}^{2}-\frac{1}{2}（M+m）（\frackmqyewe{{t}_{2}^{\;}}）_{\;}^{2}$=$\frac{1}{2}（M+m）ok0cy2k_{\;}^{2}（\frac{1}{{t}_{1}^{2}}-\frac{1}{{t}_{2}^{2}}）$．

Answer 1

分析 明確實驗原理以及氣墊導(dǎo)軌裝置的特點可正確解答；
表示出鉤碼的重力勢能減少量和系統(tǒng)動能增加量的大小來驗證機(jī)械能守恒定律．

解答 解：（1）實驗時要調(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動或滑塊經(jīng)兩個光電門的時間相等，則表示氣墊導(dǎo)軌調(diào)整至水平狀態(tài)．
（2）不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源，滑塊從軌道右端向左運動的過程中，發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門1的時間小于通過光電門2的時間．說明滑塊做加速運動，也就是左端低，右端高．所以實施下列措施能夠達(dá)到實驗調(diào)整目標(biāo)的是調(diào)節(jié)P使軌道左端升高一些，或調(diào)節(jié)Q使軌道右端降低一些．故選A．
（3）實驗時，測出光電門1、2間的距離L，遮光條的寬度d，滑塊和遮光條的總質(zhì)量M，鉤碼質(zhì)量m．由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門1、2的時間t₁、t₂，
滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度．
鉤碼的重力勢能減少了：mgL，系統(tǒng)動能增加了：$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frac22ayw0s{{t}_{1}^{\;}}$）²-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracgm2s22g{{t}_{2}^{\;}}$）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）（$\fracsuckgu0{{t}_{1}^{\;}}$）²-$\frac{1}{2}$（m+M）$（\fracm0gg0yu{{t}_{2}^{\;}}）_{\;}^{2}$=$\frac{1}{2}（M+m）ceukwcc_{\;}^{2}（\frac{1}{{t}_{1}^{2}}-\frac{1}{{t}_{2}^{2}}）$
故答案為：（1）能在氣墊導(dǎo)軌上靜止，或做勻速運動，或滑塊經(jīng)兩個光電門的時間相等  （2）A
（3）$mgL=\frac{1}{2}（M+m）（\fracgyssskk{{t}_{1}^{\;}}）_{\;}^{2}-\frac{1}{2}（M+m）（\fraciqgaa2g{{t}_{2}^{\;}}）_{\;}^{2}$=$\frac{1}{2}（M+m）wceu2ua_{\;}^{2}（\frac{1}{{t}_{1}^{2}}-\frac{1}{{t}_{2}^{2}}）$

點評 常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實驗的基礎(chǔ)．處理實驗時一定要找出實驗原理，根據(jù)實驗原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項．