Question

15．現(xiàn)要通過如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律：水平桌面上固定一斜面，斜面上的A點處放有一帶長方形遮光片的滑塊，滑塊和遮光片的總質(zhì)量為M，遮光片較窄且寬度為b，兩條長邊與導軌垂直．已知將滑塊從A點由靜止釋放，遮光片經(jīng)過斜面上的B處的光電門時間為t（t極�。�，A到斜面底端C的距離為d，A與C的高度差為h，當?shù)氐闹亓�加速度為g．
①滑塊經(jīng)過B處時的速度大小為$\frac{t}$；
②將滑塊從A點由靜止釋放，若要驗證A到B的過程中滑塊及遮光片整體的機械能是否守恒，還需要測量一個物理量，這個物理量是AB之間的距離L，用測得量和已知量表示驗證機械能守恒的關系式是MgL$\frac{h}idxdotd$=$\frac{1}{2}M$$\frac{b^2}{t^2}$．

Answer 1

分析 根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出滑塊經(jīng)過B點的速度大�。�抓住重力勢能的減小量等于動能的增加量得出驗證的表達式，從而確定還需測量的物理量．

解答 解：①根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度知，滑塊經(jīng)過B點的速度為：$v=\frac{t}$．
②重力勢能的減小量為：△E_p=MgL$\frac{h}fh6gdng$，動能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}M{v}^{2}$=$\frac{1}{2}M$$\frac{b^2}{t^2}$．則驗證的表達式為：MgL$\frac{h}9pyu6ng$=$\frac{1}{2}M$$\frac{b^2}{t^2}$．
可知還需測量的物理量為AB之間的距離L．
故答案為：①$\frac{t}$，②AB之間的距離L，MgL$\frac{h}01jbow4$=$\frac{1}{2}M$$\frac{b^2}{t^2}$．

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理，抓住動能的增加量等于重力勢能的減小量得出機械能守恒的表達式是關鍵．