Question

12．氣墊導軌工作時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，因此成為重要的實驗器材，氣墊導軌和光電門、數(shù)字毫秒計配合使用能完成許多實驗．現(xiàn)提供以上實驗器材：（名稱、圖象、編號如圖所示）

（1）要完成《驗證牛頓第二定律》實驗
某同學在進行此實驗中，在實驗中測得了滑塊通過光電門1和光電門2的時間分別為t₁和 t₂，則滑塊經過光電門1和光電門2時的速度表達式分別是v₁=$\frac7zztrnj{{t}_{1}}$，v₂=$\fracltnpjnh{{t}_{2}}$．為了測定滑塊在此裝置上運動的加速度大小，還需要測量相關物理量是：光電門之間的間距L（同時寫出表示該物理量的字母）．根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)，則加速度的表達式為a=$\frac{（\frachzxhbdx{{t}_{2}}）^{2}-（\fracntrlllp{{t}_{1}}）^{2}}{2L}$．
（2）利用以上實驗器材還可以完成《驗證動量守恒定律》的實驗．為完成此實驗，某同學將實驗原理設定為：m₁v₀=（m₁+m₂）v
①針對此原理，我們應選擇的器材編號為：ABC；
②在我們所選的器材中：B器材對應原理中的m₁ （填寫器材編號）

Answer 1

分析 （1）光電門測量滑塊瞬時速度的原理是用極短時間內的平均速度表示瞬時速度；然后根據(jù)運動學公式求出加速度；
（2）根據(jù)實驗的原理，結合動量守恒定律以及測量的物理量確定所需的器材．

解答 解：（1）滑塊經過光電門1時的速度表達式v₁=$\fracnx1nppl{{t}_{1}}$；
經過光電門2時的速度表達式v₂=$\frac97nnjhb{{t}_{2}}$；
為了測量加速度，還應測量光電門之間的間距L
根據(jù)速度位移關系公式，加速度為：a=$\frac{{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}{2x}$=$\frac{（\fracnrnlnlj{{t}_{2}}）^{2}-（\frachpprrtr{{t}_{1}}）^{2}}{2L}$；
（2）該實驗的原理為m₁v₀=（m₁+m₂）v，兩個物體最終粘在一起，一起運動，通過光電門可以測量速度的大小，結合兩個滑塊，讓一個滑塊先運動，再與另一個靜止的滑塊相撞，進行實驗，所以應選擇的器材為：ABC．
因為m₁應該是先運動的滑塊，不是靜止的滑塊，所以對應的器材是：B．
故答案為：（1）$\fracvdbtvpj{{t}_{1}}$，$\frac77njhbv{{t}_{2}}$．兩光電門之間的間距； $\frac{（\fracpb1pjld{{t}_{2}}）^{2}-（\frac3bddbbz{{t}_{1}}）^{2}}{2L}$
（2）①ABC  ②B

點評 本題考查使用光電門的應用驗證動量守恒定律和牛頓第二定律的實驗，解決本題的關鍵知道實驗的原理，通過原理建立實驗的模型，從而確定所需的器材；同時注意明確利用運動公式分析加速度和速度之間的關系．