Question

氣墊導(dǎo)軌裝置是物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要儀器，可以用來“研究勻變速直線運(yùn)動”、“ 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”、“ 探究動能定理”等。

（1）某學(xué)習(xí)小組在“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中，用如圖9所示的氣墊導(dǎo)軌裝置來測小車的加速度，由導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測出兩個(gè)光電門之間的距離L，窄遮光板的寬度為d，窄遮光板依次通過兩個(gè)光電門的時(shí)間分別為t₁、t₂，則滑塊的加速度可以表示為a=____________ （用題中所給物理量表示）。

（2）該學(xué)習(xí)小組在測出滑塊的加速度后，經(jīng)分析討論，由于滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動時(shí)空氣阻力很小，可忽略，所以可用上述實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律還需測量的物理量是____________ ，機(jī)械能守恒的表達(dá)式為____________ （用題中所給物理量和測量的物理量表示）。

（3）該學(xué)習(xí)小組在控制沙桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量M的前提下，忽略滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動時(shí)所受的阻力，探究動能定理，若由導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測出兩個(gè)光電門之間的距離s，窄遮光板的寬度為d，窄遮光板依次通過兩個(gè)光電門的時(shí)間分別為T₁、T₂，滑塊在通過兩個(gè)光電門過程中合外力做功為        ，滑塊動能變化為            。

Answer 1

（3）由于沙桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量M，忽略了運(yùn)動時(shí)所受阻力，滑塊運(yùn)動時(shí)的合外力為mg，合外力做功mgs；窄遮光板依次通過兩個(gè)光電門的速度分別為v₁=d/ T₁和v₂=d/ T₂，滑塊動能變化為△E_k=M v₂²-M v₁²=M-M。