Question

5．如图所示，在水平放置的气垫导轨上有一带有方盒的滑块，质量为M，滑块上挡光板的宽度是d，气垫导轨右端固定一定滑轮，细线绕过滑轮，一端与滑块相连，另一端挂有6个钩码，设每个钩码的质量为m，且M=4m．

（1）某同学打开气源，将滑块由静止释放，滑块上的挡光片通过光电门的时间为t，则滑块通过光电门的速度为$\frac{d}{t}$（用题中所给字母表示）；
（2）开始实验时，细线另一端挂有6个钩码，由静止释放后细线上的拉力为F₁，接着每次实验时将1个钩码移放到滑块上的方盒中，当只剩3个钩码时细线上的拉力为F₂，则F₁小于2F₂（填“大于”、“等于”或“小于”）．

Answer 1

分析 （1）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块通过光电门的速度．
（2）通过整体隔离法，结合牛顿第二定律求出拉力的大小，从而进行比较．

解答 解：（1）极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小，则滑块通过光电门的速度v=$\frac{d}{t}$．
（2）对整体分析，${a}_{1}^{\;}=\frac{6mg}{M+6m}$=$\frac{6mg}{4m+6m}=0.6g$，隔离对滑块分析，根据牛顿第二定律得，F₁=Ma₁=4m×0.6g=2.4mg，
${a}_{2}^{\;}=\frac{3mg}{10mg}=0.3g$，隔离对滑块分析，根据牛顿第二定律得，F₂=7ma₂=2.1mg，知F₁＜2F₂．
故答案为：（1）$\frac{d}{t}$  （2）小于

点评 解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，知道极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小．对于图象问题，关键得出两个物理量的表达式，结合图线斜率进行求解．