Question

7．如圖所示，刻度尺氣墊導(dǎo)軌光電門數(shù)字計時器滑塊遮光條鉤碼連氣源圖甲
在學(xué)習(xí)了機械能守恒定律以后，某實驗小組想在氣墊導(dǎo)軌上利用滑塊和鉤碼驗證機械能守恒，將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，調(diào)至水平后，把滑塊由靜止釋放，釋放時遮光條距光電門的距離小于勾碼到地面的距離．實驗中測出鉤碼質(zhì)量為m，滑塊和遮光條的總質(zhì)量為M，遮光條的寬度為d，釋放滑塊時遮光條距光電門的距離為L，遮光條通過光電門的時間為△t，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g．
（1）本實驗不需要（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；
（2）滑塊通過光電門時的速度大小為$\fracmhint2b{△t}$（用測量的物理量符號表示）；
（3）本實驗中在誤差允許的范圍內(nèi)滿足關(guān)系式mgL=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracm7b2hr2{△t}$）²（用測量的物理量符號表示），就驗證了系統(tǒng)的機械能守恒．

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；
依據(jù)滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度，再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）滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度．
則滑塊通過光電門時速度大小為：v=$\fract7hcmxl{△t}$，
鉤碼的重力勢能減少了mgL，系統(tǒng)動能增加了$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracqsaofh2{△t}$）²
則系統(tǒng)機械能守恒成立的表達式是：mgL=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracfln7jp7{△t}$）²
故答案為：
（1）不需要；（2）$\fraccbkny2g{△t}$；（3）mgL=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracwnt7j27{△t}$）²．

點評 考查掌握軌道是否水平的判定依據(jù)，這是物理實驗的基礎(chǔ)．同時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，最后理解求解瞬時速度的方法．