Question

氣墊導軌的原理是利用從導軌表面小孔噴出的壓縮空氣，在滑塊與導軌之間形成很薄的空氣膜，使滑塊與導軌不直接接觸。因此在實驗中滑塊的運動可以近似看成無摩擦運動。如圖是簡化的氣墊導軌的示意圖。
某同學在驗證牛頓第二定律實驗中，在氣墊導軌末端固定一個光電門，滑塊上有一遮光板，寬板為△L（△L很�。�，光電門可記錄遮光板經過光電門時的遮光時間△t，實驗操作和處理如下：
（1）把導軌的一端用一塊木塊墊起，使滑塊從導軌的頂端由靜止滑下，遮光板經過光電門的時間，滑塊經過光電門時的速度=    。
（2）保持滑塊的質量一定，在導軌的一端分別墊二塊、三塊……相同的木塊，滑塊每次從同一位置滑下，并測出經過光電門的速度v0當分別墊一塊和三塊木塊時，滑塊所受合外力之比為      。
（3）只要驗證與合外力F成      比（填“正”或“反”）的關系，即可驗證當質量不變時a與F成正比。  
（4）導軌一端墊四塊木塊時，滑塊質量為m，滑塊所受合外力為F0要保證F不變，導軌一端墊兩塊木塊時，滑塊質量為____           。

Answer 1

（1）（2分） （2）1：3（3分） （3）正（3分） （4）2m（3分）

解析考點：驗證牛頓第二運動定律
分析：（1）遮光板通過光電門的時間非常小，因此可以平均速度代替其通過的瞬時速度，據此可以求出窄片通過光電門時的速度大�。�
（2）在導軌的一端分別墊二塊、三塊…相同的木塊，改變了斜面的傾角，根據受力分析和牛頓第二定律求解．
（3）根據運動學公式進行分析．
（4）根據得墊四塊木塊和墊兩塊木塊時的質量關系．
解答：（1）遮光板通過光電門的時間非常小，因此可以平均速度代替其通過的瞬時速度，滑塊經過光電門時的速度
（2）滑塊在斜面上受重力和支持力，合力等于重力沿斜面向下的分力．即
保持滑塊的質量一定，在導軌的一端分別墊二塊、三塊…相同的木塊，滑塊每次從同一位置滑下，當分別墊一塊和三塊木塊時，由（其中h為斜面高，s為斜面長）知斜面的傾角的正弦值為1：3，所以滑塊所受合外力之比為1：3．
（3）由于滑塊做初速度為零的勻加速運動，則加速度　　所以只要驗證v²與合外力F成正比即可驗證當質量不變時a與F成正比．
（4）導軌一端墊四塊木塊時，滑塊質量為m，滑塊所受合外力為F，要保證F不變，導軌一端墊兩塊木塊時，一端墊四塊木塊與一端墊兩塊木塊，斜面的傾角的正弦值為2：1，而，所以滑塊質量為2m．
故答案為：（1）
（2）1：3
（3）正
（4）2m