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气垫导轨的原理是利用从导轨表面小孔喷出的压缩空气,在滑块与导轨之间形成很薄的空气...

气垫导轨的原理是利用从导轨表面小孔喷出的压缩空气,在滑块与导轨之间形成很薄的空气膜,使滑块与导轨不直接接触.因此在实验中滑块的运动可以近似看成无摩擦运动.如图是简化的气垫导轨的示意图.
某同学在验证牛顿第二定律实验中,在气垫导轨末端固定一个光电门,滑块上有一遮光板,宽板为△L(△L很小),光电门可记录遮光板经过光电门时的遮光时间△t,实验操作和处理如下:
(1)把导轨的一端用一块木块垫起,使滑块从导轨的顶端由静止滑下,遮光板经过光电门的时间△t1,滑块经过光电门时的速度v1=______
(2)保持滑块的质量一定,在导轨的一端分别垫二块、三块…相同的木块,滑块每次从同一位置滑下,并测出经过光电门的速度v当分别垫一块和三块木块时,滑块所受合外力之比为______
(3)只要验证______ 即可验证当质量不变时a与F成正比.
(4)导轨一端垫四块木块时,滑块质量为m,滑块所受合外力为F0要保证F不变,导轨一端垫两块木块时,滑块质量为______

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(1)遮光板通过光电门的时间非常小,因此可以平均速度代替其通过的瞬时速度,据此可以求出窄片通过光电门I时的速度大小. (2)在导轨的一端分别垫二块、三块…相同的木块,改变了斜面的倾角,根据受力分析和牛顿第二定律求解. (3)根据运动学公式进行分析. (4)根据F合=mgsinθ得垫四块木块和垫两块木块时的质量关系. 【解析】 (1)遮光板通过光电门的时间非常小,因此可以平均速度代替其通过的瞬时速度, 滑块经过光电门时的速度v1=. (2)滑块在斜面上受重力和支持力,合力等于重力沿斜面向下的分力.即F合=mgsinθ 保持滑块的质量一定,在导轨的一端分别垫二块、三块…相同的木块,滑块每次从同一位置滑下, 当分别垫一块和三块木块时,斜面的倾角的正弦值为1:3,所以滑块所受合外力之比为1:3. (3)由于滑块做初速度为零的匀加速运动,所以加速度a= 所以只要验证v2与合外力F成正比即可验证当质量不变时a与F成正比. (4)导轨一端垫四块木块时,滑块质量为m,滑块所受合外力为F,要保证F不变,导轨一端垫两块木块时, 一端垫四块木块与一端垫两块木块,斜面的倾角的正弦值为2:1, 而F合=mgsinθ,所以滑块质量为2m. 故答案为:(1) (2)1:3 (3)v2与合外力F成正比 (4)2m
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考点分析:
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D.不论Fl、F2及ml<m2的大小关系如何,甲对弹簧的拉力都等子乙对弹簧的拉力
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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