(1)某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中,用如图所示的气垫导轨装置来测滑块的加速度,由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L,窄遮光板的宽度为d,窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2,则滑块的加速度可以表示为a=______(用题中所给物理量表示).
(2)该学习小组在测出滑块的加速度后,经分析讨论,由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小,可用上述实验装置来验证机械能守恒定律,为此还需测量的物理量是______,机械能守恒的表达式为______.
网友回答
解:(1)由于遮光条通过光电门的时间极短,可以用平均速度表示瞬时速度.
滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=,
滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=.
根据-=2aL得,
a=(-)
(2)系统的总动能变化分别为:(M+m)-(M+m)
在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少△Ep=mgL
如果满足关系式△Ep=Ek2-Ek1,即系统重力势能减小量等于动能增加量,则可认为验证了机械能守恒定律.
所以本实验还需要用仪器测量的物理量是滑块和挡光条的总质量M、沙桶的总质量m,
机械能守恒的表达式(M+m)-(M+m)=mgL
故