Question

8．（1）某學(xué)習(xí)小組用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置來探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”．由導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測出兩個光電門之間的距離L，用游標(biāo)卡尺可以測出遮光板的寬度為d，遮光板依次通過兩個光電門的時間分別為△t₁、△t₂，則滑塊的加速度可以表示為a=$\frac{{（\fracbl4elty{△{t}_{2}}）}^{2}-{（\fracsvenh6m{△{t}_{1}}）}^{2}}{2L}$ （用題中所給物理量表示）．
（2）該學(xué)習(xí)小組認(rèn)為還可以用上述實驗裝置來驗證“機械能守恒定律”．與前面的實驗比較來看，兩個實驗中都必須完成的實驗操作是C．
A．墊高氣墊導(dǎo)軌遠(yuǎn)離定滑輪的一端，以平衡摩擦力
B．保證沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量
C．測出滑塊的質(zhì)量以及沙和沙桶的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）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)勻變速直線運動的速度位移公式求出滑塊的加速度．
（2）驗證機械能守恒定律要求只有重力做系統(tǒng)做功，所以必須要平衡摩擦力，必須把和沙桶以及滑塊作為一個整體研究，不需要保證沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，都需要測出滑塊的質(zhì)量以及沙和沙桶的質(zhì)量．

解答 解：（1）遮光板通過光電門的時間很短，可以認(rèn)為瞬時速度等于平均速度，依次通過兩個光電門的速度分別為 v₁=$\fracakvj55u{△{t}_{1}}$和v₂=$\fracjwb3tyi{△{t}_{2}}$，
由${{v}_{2}}^{2}-{{v}_{1}}^{2}=2aL$可得，滑塊的加速度為：a=$\frac{（\fraceyh55en{△{t}_{2}}）^{2}-（\fracuocrotq{△{t}_{1}}）^{2}}{2L}$，
（2）A、驗證機械能守恒定律要求只有重力做系統(tǒng)做功，所以必須要平衡摩擦力，但探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系需要氣墊導(dǎo)軌保持水平，故A錯誤；
B、探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”需要保證沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，驗證機械能守恒定律必須把和沙桶以及滑塊作為一個整體研究，不需要保證沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，故B錯誤；
C、兩個實驗都需要測出滑塊的質(zhì)量以及沙和沙桶的質(zhì)量，故C正確．
故選：C
故答案為：（1）$\frac{{（\fracysakys3{△{t}_{2}}）}^{2}-{（\frac5j3sz2b{△{t}_{1}}）}^{2}}{2L}$；（2）C

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勻變速直線運動的速度位移公式應(yīng)用，特別注意驗證機械能守恒定律必須把和沙桶以及滑塊作為一個整體研究，否則機械能不守恒，難度適中．