Question

某研究性學習小組利用氣墊導軌進行驗證機械能守恒定律實驗，實驗裝置如圖甲所示。將氣墊導軌水平放置，在氣墊導軌上相隔一定距離的兩點處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定有遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電平，兩光電傳感器再通過一個或門電路與計算機相連�；瑝K在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如圖乙所示的電平隨時間變化的圖象。

⑴實驗前，接通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導軌上，輕推滑塊，則圖乙中的Δt₁、Δt₂間滿足            關(guān)系，則說明氣墊導軌已經(jīng)水平。

⑵用游標卡尺測遮光條寬度d ，測量結(jié)果如圖丙所示，則d =            mm。

               圖丙

(3)用細線通過氣墊導軌左端的定滑輪將滑塊P與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由如圖甲所示位置釋放，通過計算機得到的圖像如圖乙所示，若Δt₁、Δt₂和d已知，要驗證機械能是否守恒,還應(yīng)測出                      (寫出物理量的名稱及符號）。

(4)若上述物理量間滿足關(guān)系式                ，則表明在滑塊和砝碼的運動過程中，系統(tǒng)的機械能守恒。

 

Answer 1

【答案】

(1)  =       (2) 0.15      

(3)  滑塊質(zhì)量M ，兩光電門間距離L          （2分）

(4)   （2分）

【解析】

 試題分析：(1)由知若導軌水平，滑塊做勻速直線運動，Δt₁、Δt₂間滿足相等關(guān)系。

（2）由圖知游標卡尺的主尺讀數(shù)是0cm，游標尺讀數(shù)是=0.15mm，所以遮光條寬度d=0cm+0.15mm=0.15mm。

（3）若Δt₁、Δt₂和d已知，可計算滑塊在AB兩點的速度，要驗證機械能守恒定律，需知道鉤碼做的功，即要知道AB兩點間的距離L，還要計算滑塊的動能變化，需知道滑塊的質(zhì)量M。

（4）滑塊從A到B的過程中只有重力做功，滿足機械能守恒，得到,,聯(lián)立得到。

考點：本題考查速度公式，游標卡尺讀數(shù)，機械能守恒定律，動能定理

點評：本題學生清楚游標卡尺的讀數(shù)方法，會用機械能守恒定律解相關(guān)問題。