Question

【題目】某同學利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖所示。氣墊導軌傾斜固定在水平桌面上，導軌A點處有一帶擋光片的滑塊，滑塊與擋光片的總質量為M，擋光片的寬度為d，滑塊通過細線跨過光滑的定滑輪與兩個相同的鉤碼相連，連接滑塊的一段細線與導軌平行，每個鉤碼的質量為m。開啟氣泵，滑塊恰好能靜止于A點。導軌上B點處固定一個光電門，擋光片到光電門的距離為L（L小于鉤碼到定滑輪的距離）。已知當地重力加速度為g。

① 該同學用游標卡尺測出遮光片的寬度，則該同學用的游標卡尺是________分度（填10、20或50）。

② 某時刻只撤去鉤碼2，讓滑塊從A點靜止開始運動，已知光電門記錄擋光片擋光時間為，則滑塊通過B點的瞬時速度為_________（用題目中所給的物理符號表示）。

③ 在滑塊從A點運動到B點的過程中，為了驗證滑塊與鉤碼1組成的系統機械能守恒，需要驗證的關系式為_________________________（用題目中所給的物理符號表示）。

Answer 1

【答案】50

【解析】

解：①10分游標卡尺將9mm等分成10份，每份0.9mm，和主尺一格差0.1mm，精度0.1mm；20分游標卡尺將19mm等分成20份，每份0.95mm，和主尺一格差0.05mm，精度0.05mm；50分游標卡尺將49mm等分成50份，每份0.98mm，和主尺一格差0.02mm，精度0.02mm；游標卡尺讀數的方法，主尺讀數加上游標讀數，不需估讀，所以該同學用游標卡尺測出遮光片的寬度，用的游標卡尺是50分度；

②極短時間內的平均速度等于瞬時速度，則滑塊通過B點的瞬時速度為

③開啟氣泵，滑塊恰好能靜止于A點，根據平衡條件則有：；只撤去鉤碼2，讓滑塊從A點靜止開始運動，系統重力勢能的減小化量為，動能的增加量為：，為了驗證滑塊與鉤碼1組成的系統機械能守恒，需要驗證的關系式為，即；