Question

2．某同學利用氣墊導軌（帶兩個光電門和光電計時器）、兩個帶有相同寬度的擋光條的滑塊、彈簧、天平、刻度尺等器材，設計了一個測量彈簧彈性勢能的實驗，
部分實驗步驟如下：
①用天平分別測出滑塊A、B的質量（含擋光條）m_A、m_B；調整氣墊導軌，使導軌處于水平，并調整兩光電門的間距大于彈簧的原長；
②在A和B間放入輕彈簧（與A、B不連接）并將彈簧壓縮，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導軌上，如圖所示；

③釋放彈簧，A、B滑塊分別在氣墊導軌上運動，讀出滑塊A、B的擋光條分別通過光電門的擋光時間t₁和t₂．
（1）為了計算被壓縮彈簧的彈性勢能，還必須知道的物理量是擋光條的寬度d（寫出物理量及其符號）．
（2）彈簧的彈性勢能大小的表達式為E_P=E_P=$\frac{1}{2}$m_A（$\fracr5mqx0z{{t}_{1}}$）²+$\frac{1}{2}$m_B（$\frac29ezhs3{{t}_{2}}$）²．（用已知和測量的物理量符號表示）．

Answer 1

分析 本實驗的實驗原理是：彈簧的彈性勢能轉化為滑塊的動能，只要求出滑塊的動能即可求出彈簧的彈性勢能，要求滑塊的動能需要知道滑塊的質量與速度，滑塊的速度可以根據擋光條的寬度與遮光時間求出，根據實驗原理分析答題．

解答 解：（1）彈簧的彈性勢能轉化為滑塊的動能，求滑塊的動能需要知道滑塊的質量與速度，
求滑塊的速度需要知道擋光條的寬度，因此需要測量的量為：擋光條的寬度的；
（2）滑塊的速度：v_A=$\fracmubvqcv{{t}_{1}}$，v_B=$\fracr9ub2lj{{t}_{2}}$，彈簧的彈性勢能：
E_P=$\frac{1}{2}$m_Av_A²+$\frac{1}{2}$m_Bv_B²=$\frac{1}{2}$m_A（$\fracfh2v087{{t}_{1}}$）²+$\frac{1}{2}$m_B（$\frac7tt8t8m{{t}_{2}}$）²；
故答案為：（1）擋光條的寬度d；（2）E_P=$\frac{1}{2}$m_A（$\fraclv13svo{{t}_{1}}$）²+$\frac{1}{2}$m_B（$\fracewvlkrb{{t}_{2}}$）²．

點評 解答本題的關鍵是知道實驗原理，根據實驗原理確定需要測量的量，然后根據實驗原理求出需要驗證的表達式，再分析答題；對于實驗題首先要明確實驗原理．