题目内容
7．
气垫导轨是横截面为倒“V”字形的直金属管，两斜面上的气孔喷出的空气在滑块和导轨之间形成一层“气垫”，将滑块托起，可以将滑块受到的摩擦力减小到可以忽略的程度．与气垫导轨配套的器材还有：安装在B处的光电门、滑块a，a上固定有不计质量、宽度为d的挡光片（如图所示）．利用上述器材结合其他测量工具，按下列步骤验证机械能守恒定律：
①将导轨左端适当抬高，使导轨与水平面保持一定的夹角θ，并用量角器量出θ；
②在A点处从静止释放滑块a，由光电门测出a经过B处的挡光时间t（写出测量的物理量的名称和符号）；求出a经过B处的速度vB=$\frac{d}{t}$（用已知和直接测得的物理量表示）
③还需要测量的物理量是A、B间距L（写出测量的物理量的名称和符号）
④在误差范围内，式子$gLsinθ=\frac{d^2}{{2{t^2}}}$成立，就验证了机械能守恒定律．
分析 本实验中光电门能测量通过的时间，由于遮光条通过光电门的时间极短，因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度大小；
依据下滑过程中，减小的重力势能转化为增加的动能，因此要根据AB间距与夹角，来确定下滑的高度，从而即可求解．
解答 解：②在A点处从静止释放滑块a，由光电门测出a经过B处的挡光时间t；
利用平均速度来代替其瞬时速度大小，那么a经过B处的速度vB=$\frac{d}{t}$；
③根据下滑过程中，减小的重力势能转化为增加的动能，
由于导轨与水平面保持一定的夹角θ，那么则有，mgLsinθ=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，
因此还需要测量的物理量是A、B间距L，
④mgLsinθ=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，即mgLsinθ=$\frac{1}{2}m（\frac{d}{t}）^{2}$，
在误差范围内，式子$gLsinθ=\frac{d^2}{{2{t^2}}}$成立，就验证了机械能守恒定律．
故答案为：②挡光时间t，$\frac{d}{t}$；③A、B间距L；④$gLsinθ=\frac{d^2}{{2{t^2}}}$．
点评 考查通过光电门测量瞬时速度的方法，理解何时平均速度能等于瞬时速度，掌握机械能守恒的条件，注意知道实验原理是解题的关键．
练习册系列答案
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5．如图所示，某物体沿两个半径为R 的圆弧由A经B到C，下列结论正确的是（ ）
| A． | 物体的位移等于4R，方向向东 | B． | 物体的位移等于2πR | ||
| C． | 物体的路程等于4R，方向向东 | D． | 物体的路程等于2πR |
如图所示，地面上方竖直界面N左侧空间存在着水平的、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=2.0T．与N平行的竖直界面M左侧存在竖直向下的匀强电场，电场强度E1=100N/C．在界面M与N之间还同时存在着水平向左的匀强电场，电场强度E2=100N/C．在紧靠界面M处有一个固定在水平地面上的竖直绝缘支架，支架上表面光滑，支架上放有质量m2=1.8×10-4kg的带正电的小物体b（可视为质点），电荷量q2=1.0×10-5 C．一个质量为m1=1.8×10-4kg，电荷量为q1=3.0×10-5 C的带负电小物体（可视为质点）a以水平速度v0射入场区，沿直线运动并与小物体b相碰，a、b两个小物体碰后粘合在一起成小物体c，进入界面M右侧的场区，并从场区右边界N射出，落到地面上的Q点（图中未画出）．已知支架顶端距地面的高度h=1.0m，M和N两个界面的距离L=0.10m，g取10m/s2．求：