Question

8．（1）某學(xué)習(xí)小組用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置來(lái)探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”．由導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測(cè)出兩個(gè)光電門(mén)之間的距離L，用游標(biāo)卡尺可以測(cè)出遮光板的寬度為d，遮光板依次通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間分別為△t₁、△t₂，則滑塊的加速度可以表示為a=$\frac{{（\fracwtqnstc{△{t}_{2}}）}^{2}-{（\fraczes6mvc{△{t}_{1}}）}^{2}}{2L}$ （用題中所給物理量表示）．
（2）該學(xué)習(xí)小組認(rèn)為還可以用上述實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“機(jī)械能守恒定律”．與前面的實(shí)驗(yàn)比較來(lái)看，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中都必須完成的實(shí)驗(yàn)操作是C．
A．墊高氣墊導(dǎo)軌遠(yuǎn)離定滑輪的一端，以平衡摩擦力
B．保證沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量
C．測(cè)出滑塊的質(zhì)量以及沙和沙桶的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）由于遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間極短，可以用平均速度表示瞬時(shí)速度．根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出滑塊的加速度．
（2）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律要求只有重力做系統(tǒng)做功，所以必須要平衡摩擦力，必須把和沙桶以及滑塊作為一個(gè)整體研究，不需要保證沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，都需要測(cè)出滑塊的質(zhì)量以及沙和沙桶的質(zhì)量．

解答 解：（1）遮光板通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間很短，可以認(rèn)為瞬時(shí)速度等于平均速度，依次通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的速度分別為 v₁=$\frac67rfctk{△{t}_{1}}$和v₂=$\fracph3nlcb{△{t}_{2}}$，
由${{v}_{2}}^{2}-{{v}_{1}}^{2}=2aL$可得，滑塊的加速度為：a=$\frac{（\fracqyymibh{△{t}_{2}}）^{2}-（\frack7jx9aq{△{t}_{1}}）^{2}}{2L}$，
（2）A、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律要求只有重力做系統(tǒng)做功，所以必須要平衡摩擦力，但探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系需要?dú)鈮|導(dǎo)軌保持水平，故A錯(cuò)誤；
B、探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”需要保證沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律必須把和沙桶以及滑塊作為一個(gè)整體研究，不需要保證沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；
C、兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都需要測(cè)出滑塊的質(zhì)量以及沙和沙桶的質(zhì)量，故C正確．
故選：C
故答案為：（1）$\frac{{（\fracq1pvrzy{△{t}_{2}}）}^{2}-{（\fracsq7j6zm{△{t}_{1}}）}^{2}}{2L}$；（2）C

點(diǎn)評(píng) 解決該題關(guān)鍵掌握知道在極短時(shí)間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時(shí)速度和勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度位移公式應(yīng)用，特別注意驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律必須把和沙桶以及滑塊作為一個(gè)整體研究，否則機(jī)械能不守恒，難度適中．