Question

5．用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實驗，由于滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運動時空氣阻力很小，可用上述實驗裝置來驗證機械能守恒定律，由導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測出兩個光電門之間的距離L，窄遮光板的寬度為d，窄遮光板依次通過兩個光電門的時間分別為t₁、t₂，為此還需測量的物理量是滑塊的質(zhì)量M和沙桶的質(zhì)量m，機械能守恒的表達(dá)式為mgL=$\frac{1}{2}$（m+M）${（\frac07qox2m{{t}_{2}}）}^{2}$-$\frac{1}{2}$（m+M）${（\fracbkuus70{{t}_{1}}）}^{2}$（用題中所給物理量和測量的物理量表示）．

Answer 1

分析 由于遮光條通過光電門的時間極短，可以用平均速度表示瞬時速度．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于系統(tǒng)動能的增加量，由此可得出需要驗證的表達(dá)式以及需要測量的物理量．

解答 解：由于遮光條通過光電門的時間極短，可以用平均速度表示瞬時速度．
滑塊經(jīng)過光電門1時的瞬時速度的表達(dá)式v₁=$\fracyqe2ypu{{t}_{1}}$，
滑塊經(jīng)過光電門2時的瞬時速度的表達(dá)式v₂=$\fracxo7hhgc{{t}_{2}}$
根據(jù)功能關(guān)系可知：mgL=$\frac{1}{2}$（m+M）${（\frac5kgeqpn{{t}_{2}}）}^{2}$-$\frac{1}{2}$（m+M）${（\fracjommno0{{t}_{1}}）}^{2}$．
因此為了驗證機械能守恒定律，還需要測量的物理量有：滑塊的質(zhì)量M和沙桶的質(zhì)量m 
故答案為：滑塊的質(zhì)量M和沙桶的質(zhì)量m，mgL=$\frac{1}{2}$（m+M）${（\frace2ymmkv{{t}_{2}}）}^{2}$-$\frac{1}{2}$（m+M）${（\fracmococoa{{t}_{1}}）}^{2}$．

點評 解決該題關(guān)鍵掌握知道在極短時間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時速度和系統(tǒng)中的功能關(guān)系，總之解答實驗問題的關(guān)鍵是明確實驗原理．