Question

a、b、c為一滑塊在氣墊導(dǎo)軌上自由下滑，現(xiàn)用數(shù)碼相機(jī)連拍三張照片，如圖所示中，時間間隔均為0.2s．
（1）滑塊自由下滑時的加速度

 

m/s²；
（2）圖a中滑塊的速度大小

 

m/s；
（3）某同學(xué)想用上述三張照片來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，是否可行？答：

 

（填“可行”或“不可行”），在實(shí)驗(yàn)前要不要對氣墊導(dǎo)軌作調(diào)整？答：

 

（填“需要”或“不需要”）；
需要測量哪些物理量？（當(dāng)?shù)刂亓�加速度為已知�?br />答：

 

（用中文字書寫）．

Answer 1

分析：（1）讀出連續(xù)兩段時間內(nèi)滑塊通過的位移，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論：△x=aT²求解加速度；
（2）運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動的推論：一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度，求出b中滑塊的速度，由運(yùn)動學(xué)速度公式v=v₀+at求圖a中滑塊的速度大�。�
（3）本題可以測出滑塊的重力勢能的減小量和動能的增加量，從而來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，根據(jù)需要驗(yàn)證的方程，確定需要測量哪些物理量．

解答：解：（1）由a、b、c三圖分別讀出滑塊左側(cè)對應(yīng)的刻度為：x₁=36.5cm，x₂=53.0cm，x₃=72.5cm，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論：△x=aT²有：（x₃-x₂）-（x₂-x₁）=aT²
則得：a=

(x3-x2)-(x2-x1)

T2

=

(72.5-53.0)-(53.0-36.5)

0．22

×10-2=0.75m/s²
（2）圖b中滑塊的速度大小為：v_b=

x3-x1

2T

=

72.5-36.5

2×0.2

×10^-2m/s=0.9m/s
則圖a中滑塊的速度大小為：v_a=v_b-aT=0.9-0.75×0.2=0.75m/s
（3）利用上述三張照片可以來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．在實(shí)驗(yàn)前不要對氣墊導(dǎo)軌作調(diào)整，因?yàn)榛瑝K在氣墊導(dǎo)軌上下滑時摩擦力已經(jīng)較�。�
需要驗(yàn)證的方程是：mgxsinα=

1

2

mv2
故需要測量：①導(dǎo)軌的傾角α；②滑塊的初始位置刻度值；③滑塊在每個的刻度值．或①導(dǎo)軌的傾角；②滑塊在每個的刻度值．
故答案為：
（1）0.75
（2）0.75
（3）可行；不需要，因?yàn)榛瑝K在氣墊導(dǎo)軌上下滑時摩擦力已經(jīng)較小；①導(dǎo)軌的傾角；②滑塊的初始位置刻度值；③滑塊在每個的刻度值．或①導(dǎo)軌的傾角；②滑塊在每個的刻度值．

點(diǎn)評：本題考查遷移能力．解決本題的關(guān)鍵是知道實(shí)驗(yàn)的原理，通過原理確定測量的步驟以及需要測量的物理量，同時在紙帶法實(shí)驗(yàn)中要熟練應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題．根據(jù)需要驗(yàn)證的方程確定需要測量的物理量．