Question

8．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．

①實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，利用現(xiàn)有器材如何判斷導(dǎo)軌是否水平？開(kāi)通氣源，滑塊放置在導(dǎo)軌上能保持靜止．
②測(cè)得遮光條的寬度d=0.50cm；實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間△t=2.0×10^-2s，則滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度為0.25m/s．在本次實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、滑塊質(zhì)量M和初時(shí)滑塊與光電門(mén)間距離L（文字說(shuō)明并用相應(yīng)的字母表示）．
③本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較mgL和$\frac{1}{2}（M+m）{v}^{2}$在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等（用測(cè)量的物理量符號(hào)表示），從而驗(yàn)證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度求出滑塊通過(guò)光電門(mén)的速度大�。�根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理，通過(guò)機(jī)械能守恒確定所需測(cè)量的物理量．

解答 解：①判斷導(dǎo)軌是否水平，可以開(kāi)通氣源，滑塊放置在導(dǎo)軌上能保持靜止
②③滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度v=$\frac810wc8x{△t}=\frac{0.50×1{0}^{-2}}{2×1{0}^{-2}}m/s=0.25m/s$．
根據(jù)機(jī)械能守恒有：$mgL=\frac{1}{2}（M+m）{v}^{2}$，通過(guò)判斷mgL和$\frac{1}{2}（M+m）{v}^{2}$是否相等，判斷系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒．
實(shí)驗(yàn)要測(cè)量的物理量是滑塊的質(zhì)量M、鉤碼的質(zhì)量m和初時(shí)滑塊與光電門(mén)間的距離L．
故答案為：①開(kāi)通氣源，滑塊放置在導(dǎo)軌上能保持靜止
②0.25  滑塊質(zhì)量M   初時(shí)滑塊與光電門(mén)間距離L
③mgL    $\frac{1}{2}$（m+M）v²

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，通過(guò)機(jī)械能守恒得出表達(dá)式，從而確定所需測(cè)量的物理量，基礎(chǔ)題．