Question

18．某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的裝置驗證動能定理，圖中光電門能記錄擋光條通過該光電門所用的時間，請按照要求回答下面的問題．
（1）將氣墊導(dǎo)軌接通氣泵，通過調(diào)平螺絲調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使之水平，則檢查是否調(diào)平的方法是接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，滑塊基本保持靜止說明導(dǎo)軌是光滑的（或接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運動）；．
在本實驗中是否要滿足砝碼盤和砝碼兩者的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器三
者的總質(zhì)量M否（填“是”或“否”）．
（2）在某次實驗中，該學(xué)習(xí)小組記錄了擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間分別為△t₁和△t₂，并從拉力傳感器中讀出滑塊受到的拉力的大小F，并用天平測出滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量M已知實驗過程中，滑塊與定滑輪間的細(xì)繩一直處于水平狀態(tài)，該小組的操作規(guī)范，則為了驗證動能定理，還需要測定的物理量有：擋光條的寬度d，兩光電門之間的距離s（寫出對應(yīng)物理量的名稱及其物理量符號），要驗證的方程是Fs=$\frac{1}{2}$M（$\fracyqc5grp{△{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$M（$\fracshlcd6u{△{t}_{1}}$）²（請用題中和所測定的物理量的符號表示）．

Answer 1

分析 （1）明確實驗原理以及氣墊導(dǎo)軌裝置的特點可正確解答；該實驗中由于已經(jīng)用傳感器測出繩子拉力大小，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量；
（2）光電門測速度的原理是用平均速度來代替瞬時速度，根據(jù)功能關(guān)系可以求出需要驗證的關(guān)系式，進(jìn)而得到還需要測量的物理量．

解答 解：（1）氣墊導(dǎo)軌可以認(rèn)為是光滑的，在判斷其是否水平時可以采取的方法是：接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，滑塊基本保持靜止說明導(dǎo)軌是光滑的（或接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運動）．該實驗中由于已經(jīng)用傳感器測出繩子拉力大小，不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車的拉力，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．
（2）由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度．
滑塊通過光電門1速度為：v₁=$\frac9ssqmk9{△{t}_{1}}$
滑塊通過光電門2速度為：v₂=$\frac6cu4wct{△{t}_{2}}$
根據(jù)功能關(guān)系需要驗證的關(guān)系式為：Fs=$\frac{1}{2}$Mv₂²-$\frac{1}{2}$Mv₁²=$\frac{1}{2}$M（$\fracs6f0khd{△{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$M（$\frac9wyh9ev{△{t}_{1}}$）²
可見還需要測量出擋光條的寬度d，兩光電門之間的距離s．
故答案為：（1）接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，滑塊基本保持靜止說明導(dǎo)軌是光滑的（或接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運動）；否；
（2）擋光條的寬度d，兩光電門之間的距離s；Fs=$\frac{1}{2}$M（$\fracg1zsrqc{△{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$M（$\frac1o6taok{△{t}_{1}}$）²

點評 了解光電門測量瞬時速度的原理，知道極限思想在物理中的運用，極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度，實驗中我們要清楚研究對象和研究過程，對于系統(tǒng)我們要考慮全面，同時明確實驗原理是解答實驗問題的前提．