Question

1．一同學(xué)想利用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)裝置探究動(dòng)能定理．
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與砝碼所受重力大小基本相等，在滿足砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)條件下；本次實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有：砝碼的質(zhì)量m、遮光條的寬度d、遮光條通過(guò)光電門1的時(shí)間t₁、遮光條通過(guò)光電門2的時(shí)間t₂，光電門1到光電門2的距離s，還需測(cè)量滑塊的質(zhì)量M（用文字說(shuō)明并用相應(yīng)的字母表示）．
（2）在（1）的基礎(chǔ)上，當(dāng)掛上砝碼后帶動(dòng)滑塊由靜止加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)光電門1時(shí)的速度V₁=$\fracstwbvcd{{t}_{1}}$．則對(duì)滑塊，本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為mgs=$\frac{1}{2}M（\fracmrjxrwq{{t}_{2}}）^{2}-\frac{1}{2}M（\frac32yqgld{{t}_{1}}）^{2}$（用題中的字母表示）．

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)光電門的速度，對(duì)系統(tǒng)研究，抓住合力做功等于滑塊動(dòng)能的變化量得出驗(yàn)證的表達(dá)式，確定還需要測(cè)量的物理量．

解答 解：根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度知，滑塊經(jīng)過(guò)光電門1的速度為：${v}_{1}=\frac7jkrjqv{{t}_{1}}$
滑塊動(dòng)能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}M{{v}_{2}}^{2}-\frac{1}{2}M{{v}_{1}}^{2}$=$\frac{1}{2}M（\fracb22gcwo{{t}_{2}}）^{2}-\frac{1}{2}M（\frackhtao2g{{t}_{1}}）^{2}$．
繩子的拉力可以近似等于鉤碼的重力，則合力做功為mgs，則需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：mgs=$\frac{1}{2}M（\frachdcsz3v{{t}_{2}}）^{2}-\frac{1}{2}M（\fraccesew2o{{t}_{1}}）^{2}$．
可知還需要測(cè)量的物理量是滑塊的質(zhì)量M．
故答案為：（1）滑塊的質(zhì)量M；（2）$\fracqjogyqt{{t}_{1}}$；mgs=$\frac{1}{2}M（\fracz2tlqtn{{t}_{2}}）^{2}-\frac{1}{2}M（\fracaiydicj{{t}_{1}}）^{2}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查究“動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)；要求能明確實(shí)驗(yàn)原理以及相應(yīng)的物理規(guī)律，熟悉具體操作，提高應(yīng)用基本物理規(guī)律解決問(wèn)題的能力，難度適中．