14.如圖所示,QO是水平桌面,PO是一端帶有滑輪的長木板,1、2是固定在木板上的兩個(gè)光電門,中心間的距離為L.質(zhì)量為M的滑塊A上固定一窄遮光條,滑塊A通過一條平行于長木板的細(xì)線,在質(zhì)量為m的重物B牽引下從木板的頂端由靜止滑下,光電門1、2記錄遮光時(shí)間分別為△t1和△t2.遮光條寬度為d.
(1)若用此裝置驗(yàn)證牛頓第二定律,實(shí)驗(yàn)中測得的滑塊運(yùn)動(dòng)的加速a=$\frac{new99bx^{2}}{2L}$($\frac{1}{△{{t}_{2}}^{2}}-\frac{1}{△{{t}_{1}}^{2}}$).
(2)如果已經(jīng)平衡了摩擦力,不能(選填“能”或“不能”)用此裝置驗(yàn)證A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,理由是摩擦力做功,機(jī)械能不守恒.

分析 為了認(rèn)為A所受的外力合力等于B的重力,首先需要平衡摩擦力,根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度求出滑塊通過光電門1、2的瞬時(shí)速度,結(jié)合速度位移公式求出加速度.
系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件是只有重力做功,根據(jù)條件進(jìn)行判斷.

解答 解:(1)滑塊通過光電門1的瞬時(shí)速度為v1=$\fracr4dnqsr{△{t}_{1}}$,滑塊經(jīng)過光電門2的瞬時(shí)速度為v2=$\fracj4vrted{△{t}_{2}}$,
根據(jù)位移速度公式:v22-v12=2aL
得:a=$\frac{slrnvii^{2}}{2L}$($\frac{1}{△{{t}_{2}}^{2}}-\frac{1}{△{{t}_{1}}^{2}}$)
由表達(dá)式可以看出還需要測量出兩光電門間的距離L,遮光條的寬度d;
(2)已經(jīng)平衡了摩擦力,對A、B組成的系統(tǒng),該裝置不能驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒,因?yàn)槟Σ亮ψ龉,沒有滿足只有重力做功,故機(jī)械能不守恒.
故答案為:(1)$\frac{a0nwj4k^{2}}{2L}$($\frac{1}{△{{t}_{2}}^{2}}-\frac{1}{△{{t}_{1}}^{2}}$);(2)不能;有摩擦力做功

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)認(rèn)為:1、認(rèn)為繩子的拉力等于滑塊的合力,(前提需平衡摩擦力),2、認(rèn)為重物的拉力等于繩子的拉力,(前提是重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量).以及知道系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件,知道該實(shí)驗(yàn)中系統(tǒng)機(jī)械能不守恒,因?yàn)橛凶枇ψ龉Γ?/p>

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