Question

19．某同學利用如圖所示的氣墊導軌裝置驗證系統機械能守恒定律．在氣墊導軌上安裝了兩光電門1、2，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細線繞過定滑輪與鉤碼相連．

（1）不掛鉤碼和細線，接通氣源，滑塊從軌道右端向左運動的過程中，發現滑塊通過光電門1的時間小于通過光電門2的時間．實施下列措施能夠讓導軌水平的是AB
A．調節P使軌道左端升高一些
B．調節Q使軌道右端降低一些
C．遮光條的寬度應適當大一些
D．滑塊的質量增大一些
E．氣源的供氣量增大一些
（2）實驗時，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量M，鉤碼質量m．由數字計時器讀出遮光條通過光電門1、2的時間t₁、t₂，則下列系統機械能守恒成立的表達式正確的是C．
A．mgL=$\frac{1}{2}$m（$\fracp9vv5xb5{{t}_{1}}$）²-$\frac{1}{2}$m（$\fracp9vv5xb5{{t}_{2}}$）²
B．mgL=$\frac{1}{2}$M（$\fracp9vv5xb5{{t}_{1}}$）²-$\frac{1}{2}$M（$\fracp9vv5xb5{{t}_{2}}$）²
C．mgL=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracp9vv5xb5{{t}_{1}}$）²-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracp9vv5xb5{{t}_{2}}$）²
D．（m+M）gL=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracp9vv5xb5{{t}_{1}}$）²-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracp9vv5xb5{{t}_{2}}$）²．

Answer 1

分析 （1）根據滑塊通過兩光電門的速度大小確定哪一端高，哪一端低，從而進行調節．
（2）對系統研究，抓住系統重力勢能的減小量等于系統動能的增加量得出機械能守恒的表達式．

解答 解：（1）不掛鉤碼和細線，接通氣源，滑塊從軌道右端向左運動的過程中，發現滑塊通過光電門1的時間小于通過光電門2的時間．說明滑塊做加速運動，也就是左端低，右端高．所以實施下列措施能夠達到實驗調整目標的是調節P使軌道左端升高一些，或調節Q使軌道右端降低一些．故選AB．
（2）系統減小的重力勢能等于系統增加的動能，系統減小的重力勢能為mgL，系統增加的動能為$\frac{1}{2}（M+m）{{v}_{1}}^{2}-\frac{1}{2}（M+m）{{v}_{2}}^{2}$=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracp9vv5xb5{{t}_{1}}$）²-$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracp9vv5xb5{{t}_{2}}$）²．故C正確，A、B、D錯誤．
故答案為：（1）AB，（2）C．

點評 處理實驗時一定要找出實驗原理，根據實驗原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項．