Question

某同學(xué)利用如圖3所示的氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。在氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩光電門1、2，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過定滑輪與鉤碼相連。

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平。不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源，如果滑塊________________，則表示氣墊導(dǎo)軌調(diào)整至水平狀態(tài)。

(2)不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源，滑塊從軌道右端向左運(yùn)動的過程中，發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門1的時(shí)間小于通過光電門2的時(shí)間。實(shí)施下列措施能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)調(diào)整目標(biāo)的是________。

A．調(diào)節(jié)P使軌道左端升高一些

B．調(diào)節(jié)Q使軌道右端降低一些

C．遮光條的寬度應(yīng)適當(dāng)大一些

D．滑塊的質(zhì)量增大一些

E．氣源的供氣量增大一些

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，測出光電門1、2間的距離L，遮光條的寬度d，滑塊和遮光條的總質(zhì)量M，鉤碼質(zhì)量m。由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門1、2的時(shí)間t₁ 、t₂，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒成立的表達(dá)式是_____________________。

圖3

Answer 1

【解析】(1)在不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源，如果滑塊能在任意位置靜止或通過兩光電門的時(shí)間相等，則表示氣墊導(dǎo)軌調(diào)整至水平狀態(tài)。

(2)滑塊通過光電門1的時(shí)間小于通過光電門2的時(shí)間，說明滑塊做加速運(yùn)動，軌道右端高，左端低，因此達(dá)到實(shí)驗(yàn)調(diào)整目的的調(diào)節(jié)方式為A、B。

(3)系統(tǒng)重力勢能的減少量等于系統(tǒng)動能的增加量，即mgL＝(m＋M)()²－(m＋M)()²。答案：(1)能在導(dǎo)軌任意位置靜止或通過兩光電門的時(shí)間相等

(2)AB　(3)mgL＝(m＋M)()²－(m＋M)()²