Question

9．某同學(xué)利用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證系統(tǒng)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(guò)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，釋放滑塊，如果滑塊能在氣墊導(dǎo)軌上靜止或勻速運(yùn)動(dòng)或滑塊經(jīng)過(guò)兩光電門所用時(shí)間相等，則表示氣墊導(dǎo)軌已調(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(dòng)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)滑塊通過(guò)光電門1所用的時(shí)間小于通過(guò)光電門2所用的時(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AB
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(cè)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(guò)光電門1，2的時(shí)間分別為t₁，t₂，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒成立的表達(dá)式是mgL=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracm26qdy2{{t}_{1}}$）²-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracgxintst{{t}_{2}}$）²．

Answer 1

分析 明確實(shí)驗(yàn)原理以及氣墊導(dǎo)軌裝置的特點(diǎn)可正確解答；
通過(guò)鉤碼的重力勢(shì)能減少量和系統(tǒng)動(dòng)能增加量的大小來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

解答 解：（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，如果滑塊能在氣墊導(dǎo)軌上靜止或做勻速運(yùn)動(dòng)或滑塊經(jīng)兩個(gè)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）不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源，滑塊從軌道右端向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)滑塊通過(guò)光電門1的時(shí)間小于通過(guò)光電門2的時(shí)間．說(shuō)明滑塊做加速運(yùn)動(dòng)，也就是左端低，右端高．所以實(shí)施下列措施能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)調(diào)整目標(biāo)的是調(diào)節(jié)P使軌道左端升高一些，調(diào)節(jié)Q使軌道右端降低一些．故選AB．
（3）系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量為mgL，系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為：
$△{E}_{k}=\frac{1}{2}（m+M）{{v}_{1}}^{2}-\frac{1}{2}（m+M）{{v}_{2}}^{2}$=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fraco04xcwh{{t}_{1}}$）²-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracdk0iiq0{{t}_{2}}$）²．
則系統(tǒng)機(jī)械能守恒成立的表達(dá)式為：
mgL=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracongn5fz{{t}_{1}}$）²-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frac1dtudi6{{t}_{2}}$）²．
故答案為：（1）能在氣墊導(dǎo)軌上靜止或勻速運(yùn)動(dòng)或滑塊經(jīng)過(guò)兩光電門所用時(shí)間相等；（2）AB；（3）mgL=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracgxowenr{{t}_{1}}$）²-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracegxg2no{{t}_{2}}$）²

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)的原理，知道研究的對(duì)象為系統(tǒng)，抓住系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量和系統(tǒng)動(dòng)能的增加量相等分析求解．