Question

氣墊導軌可以在導軌和滑塊之間形成一薄層空氣膜，使滑塊和導軌間的摩擦幾乎為零，如圖1所示，讓滑塊從氣墊導軌是某一高度下滑，滑塊上的遮光片的寬度為△s，當遮光片通過電門時與光電門相連的數字毫秒器顯示遮光時間為△t，則庶光片通過光電門的平均速度為v=

△s

△t

（1）關于這個平均速度，有如下討論：
A．這個平均速度不能作為實驗中遮光片通過光電門時滑塊的瞬時速度
B．理論上，遮光片寬度越窄，遮光片通過光電門的平均越接近瞬時速度
C．實驗中所選遮光片并非越窄越好，還應考慮測量時間的精確度，遮光片太窄，時間測量精度就會降低，所測瞬時速度反而不準確
D．實驗中，所選遮光片越寬越好，這樣時間的測量較準，得到的瞬時速度將比較準確，這些討論中，正確的是：；
（2）利用這一裝置可驗證機械能守桓定律，如圖2．滑塊和遮光片總質量記為M（kg），若測出氣墊導軌總長L₀、遮光片的寬度△s，氣墊導軌兩端到桌面的高度差h、滑塊從由靜止釋放到經過光時門時下滑的距離L和遮光時間△t，這一過程中：滑塊減少的重力勢能的表達式為：，滑塊獲得的動能表達式為：

1

2

M(

△s

△t

)2

；

Answer 1

分析：（1）因為

.

v

=

△x

△t

是平均速度的計算公式，當時間△t極小時，可視為物體在該點的瞬時速度；
（2）根據重力勢能的變化量與重力做功的關系求出重力勢能的減少量，根據動能的表達式求出動能．

解答：解：（1）根據平均速度的計算公式

.

v

=

△x

△t

可知，當時間△t極小時，可視為物體在該點的瞬時速度，所以理論上，遮光片寬度越窄，遮光片通過光電門的平均越接近瞬時速度，但是遮光片太窄，時間測量精度就會降低，所測瞬時速度反而不準確，故BC正確，AD錯誤．
故選BC
（2）滑塊減少的重力勢能△EP=Mglsinθ=

Mghl

L0

，到達光電門的速度v=

△s

△t

，所以滑塊獲得的動能表達式為：EK=

1

2

M(

△s

△t

)2
故答案為：（1）BC   （2）

Mghl

L0

；

1

2

M(

△s

△t

)2

點評：這個實驗對于我們可能是一個新的實驗，但該實驗的原理都是我們學過的物理規律．
做任何實驗問題還是要從最基本的物理規律入手去解決．對于系統問題處理時我們要清楚系統內部各個物體能的變化．