Question

2．某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌（帶兩個光電門和光電計(jì)時器）、兩個帶有相同寬度的擋光條的滑塊、彈簧、天平、刻度尺等器材，設(shè)計(jì)了一個測量彈簧彈性勢能的實(shí)驗(yàn)，
部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量（含擋光條）m_A、m_B；調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平，并調(diào)整兩光電門的間距大于彈簧的原長；
②在A和B間放入輕彈簧（與A、B不連接）并將彈簧壓縮，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上，如圖所示；

③釋放彈簧，A、B滑塊分別在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動，讀出滑塊A、B的擋光條分別通過光電門的擋光時間t₁和t₂．
（1）為了計(jì)算被壓縮彈簧的彈性勢能，還必須知道的物理量是擋光條的寬度d（寫出物理量及其符號）．
（2）彈簧的彈性勢能大小的表達(dá)式為E_P=E_P=$\frac{1}{2}$m_A（$\fracbnljbzr{{t}_{1}}$）²+$\frac{1}{2}$m_B（$\frachlf79tn{{t}_{2}}$）²．（用已知和測量的物理量符號表示）．

Answer 1

分析 本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是：彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動能，只要求出滑塊的動能即可求出彈簧的彈性勢能，要求滑塊的動能需要知道滑塊的質(zhì)量與速度，滑塊的速度可以根據(jù)擋光條的寬度與遮光時間求出，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析答題．

解答 解：（1）彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動能，求滑塊的動能需要知道滑塊的質(zhì)量與速度，
求滑塊的速度需要知道擋光條的寬度，因此需要測量的量為：擋光條的寬度的；
（2）滑塊的速度：v_A=$\fracpfxhrp5{{t}_{1}}$，v_B=$\fraclhrbv7r{{t}_{2}}$，彈簧的彈性勢能：
E_P=$\frac{1}{2}$m_Av_A²+$\frac{1}{2}$m_Bv_B²=$\frac{1}{2}$m_A（$\fracbdbx9tj{{t}_{1}}$）²+$\frac{1}{2}$m_B（$\fraclvvtnjd{{t}_{2}}$）²；
故答案為：（1）擋光條的寬度d；（2）E_P=$\frac{1}{2}$m_A（$\fracl737f79{{t}_{1}}$）²+$\frac{1}{2}$m_B（$\fracnbjv9lj{{t}_{2}}$）²．

點(diǎn)評 解答本題的關(guān)鍵是知道實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理確定需要測量的量，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理求出需要驗(yàn)證的表達(dá)式，再分析答題；對于實(shí)驗(yàn)題首先要明確實(shí)驗(yàn)原理．