Question

12．氣墊導(dǎo)軌工作時(shí)能夠通過噴出的氣體使滑塊懸浮從而基本消除掉摩擦力的影響，因此成為重要的實(shí)驗(yàn)器材，氣墊導(dǎo)軌和光電門、數(shù)字毫秒計(jì)配合使用能完成許多實(shí)驗(yàn)．現(xiàn)提供以上實(shí)驗(yàn)器材：（名稱、圖象、編號(hào)如圖所示）

（1）要完成《驗(yàn)證牛頓第二定律》實(shí)驗(yàn)
某同學(xué)在進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)中，在實(shí)驗(yàn)中測得了滑塊通過光電門1和光電門2的時(shí)間分別為t₁和 t₂，則滑塊經(jīng)過光電門1和光電門2時(shí)的速度表達(dá)式分別是v₁=$\fracf4pkxqj{{t}_{1}}$，v₂=$\fracreqfwn3{{t}_{2}}$．為了測定滑塊在此裝置上運(yùn)動(dòng)的加速度大小，還需要測量相關(guān)物理量是：光電門之間的間距L（同時(shí)寫出表示該物理量的字母）．根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，則加速度的表達(dá)式為a=$\frac{（\fracoftogzq{{t}_{2}}）^{2}-（\frac1ylxo77{{t}_{1}}）^{2}}{2L}$．
（2）利用以上實(shí)驗(yàn)器材還可以完成《驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律》的實(shí)驗(yàn)．為完成此實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)原理設(shè)定為：m₁v₀=（m₁+m₂）v
①針對(duì)此原理，我們應(yīng)選擇的器材編號(hào)為：ABC；
②在我們所選的器材中：B器材對(duì)應(yīng)原理中的m₁ （填寫器材編號(hào)）

Answer 1

分析 （1）光電門測量滑塊瞬時(shí)速度的原理是用極短時(shí)間內(nèi)的平均速度表示瞬時(shí)速度；然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理，結(jié)合動(dòng)量守恒定律以及測量的物理量確定所需的器材．

解答 解：（1）滑塊經(jīng)過光電門1時(shí)的速度表達(dá)式v₁=$\fracaogvlcr{{t}_{1}}$；
經(jīng)過光電門2時(shí)的速度表達(dá)式v₂=$\fracxhyqfzu{{t}_{2}}$；
為了測量加速度，還應(yīng)測量光電門之間的間距L
根據(jù)速度位移關(guān)系公式，加速度為：a=$\frac{{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}{2x}$=$\frac{（\frac1gmn6ex{{t}_{2}}）^{2}-（\fracizngvp9{{t}_{1}}）^{2}}{2L}$；
（2）該實(shí)驗(yàn)的原理為m₁v₀=（m₁+m₂）v，兩個(gè)物體最終粘在一起，一起運(yùn)動(dòng)，通過光電門可以測量速度的大小，結(jié)合兩個(gè)滑塊，讓一個(gè)滑塊先運(yùn)動(dòng)，再與另一個(gè)靜止的滑塊相撞，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所以應(yīng)選擇的器材為：ABC．
因?yàn)閙₁應(yīng)該是先運(yùn)動(dòng)的滑塊，不是靜止的滑塊，所以對(duì)應(yīng)的器材是：B．
故答案為：（1）$\fracnbuoa8n{{t}_{1}}$，$\fracxnd67v6{{t}_{2}}$．兩光電門之間的間距； $\frac{（\fracktvynhx{{t}_{2}}）^{2}-（\fracxc16cph{{t}_{1}}）^{2}}{2L}$
（2）①ABC  ②B

點(diǎn)評(píng) 本題考查使用光電門的應(yīng)用驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律和牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)，解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，通過原理建立實(shí)驗(yàn)的模型，從而確定所需的器材；同時(shí)注意明確利用運(yùn)動(dòng)公式分析加速度和速度之間的關(guān)系．