Question

3．某中學的實驗小組利用了如圖所示的實驗裝置驗證了系統的機械能守恒定律，首先測量出兩光電門間的距離L、遮光條的寬度d滑塊與遮光條的總質量M和鉤碼質量m，已知重力加速度為g．
（1）該小組的同學按圖組裝好實驗器材，取下鉤碼接通氣源，給滑塊一向左的速度，若滑塊經過光電門2的時間大于經過光電門1的時間，表明導軌不水平，為了調整導軌水平，則下列操作正確的是A
A．調整旋鈕A，使氣墊導軌的左端升高
B．調整旋鈕B，使氣墊導軌的右端升高
C．增加遮光條的寬度
D．適當地減小滑塊的質量
（2）正確調整導軌后掛上鉤碼并釋放滑塊，測出滑塊經過光電門1的時間為t₁、經過光電門2的時間為t₂，驗證該系統的機械能守恒，其關系式應為mgL=$\frac{1}{2}（M+m）（\frac{p9vv5xb5^{2}}{{{t}_{1}}^{2}}-\frac{p9vv5xb5^{2}}{{{t}_{2}}^{2}}）$．

Answer 1

分析 （1）根據滑塊經過光電門的時間得出滑塊速度的變化，從而確定哪一端高，從而確定調整的措施．
（2）根據極短時間內的平均速度等于瞬時速度，結合機械能守恒得出關系式．

解答 解：（1）滑塊經過光電門2的時間大于經過光電門1的時間，可知滑塊通過光電門1時的速度較大，氣墊導軌左端低右端高，應調整旋鈕A，使氣墊導軌的左端升高，故A正確，B、C、D錯誤．
故選：A．
（2）滑塊通過兩光電門的瞬時速度分別為${v}_{1}=\fracp9vv5xb5{{t}_{1}}$，${v}_{2}=\fracp9vv5xb5{{t}_{2}}$，
對系統有：$mgL=\frac{1}{2}（M+m）（{{v}_{1}}^{2}-{{v}_{2}}^{2}）$，
即mgL=$\frac{1}{2}（M+m）（\frac{p9vv5xb5^{2}}{{{t}_{1}}^{2}}-\frac{p9vv5xb5^{2}}{{{t}_{2}}^{2}}）$．
故答案為：（1）A，（2）mgL=$\frac{1}{2}（M+m）（\frac{p9vv5xb5^{2}}{{{t}_{1}}^{2}}-\frac{p9vv5xb5^{2}}{{{t}_{2}}^{2}}）$．

點評 解決本題的關鍵知道光電門測速的原理，知道極短時間內的平均速度等于瞬時速度．以及知道本題研究的對象是系統，對于滑塊，機械能不守恒．